Puits de carbone : définition, fonctionnement et exemples

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màj en octobre 2023
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Quel est le point commun entre la forêt de Fontainebleau, l'océan Pacifique et le phytoplancton qui y vit ? La réponse est dans cet article : ce sont tous des puits de carbone, capables de stocker les émissions de gaz à effet de serre de notre atmosphère! A l’heure où la séquestration carbone est sur toutes les bouches: du sujet de la neutralité ou du stockage de carbone, Carbo vous aide à y voir plus clair. 

Que désigne-t-on par “puits de carbone” ? 

Définition d’un puits de carbone

On appelle puits de carbone, les réservoirs qui captent et stockent le CO2 de l’atmosphère. Ces réservoirs peuvent être naturels ou artificiels. Ceux-ci fonctionnent selon des mécanismes particuliers comme la photosynthèse via les sols et les forêts par exemple. 

💡 Les puits de carbone peuvent aussi appelés “puits CO2” ou “puits de gaz carbonique”. Le cycle du carbone désigne l’ensemble de la circulation du carbone, qu’il soit organique (Corg) ou inorganique (Cinorg). Le carbone organique renvoie au carbone produit par des êtres vivants ou lié à d’autres éléments comme l’azote (N) par exemple. L'inorganique signifie qu’il n’est pas lié à des organismes vivants. Il désigne ainsi le carbone qui peut être contenu dans l’eau, le sol ou les sédiments. 

💡 Le saviez-vous ? Le carbone est le quatrième élément le plus abondant dans le cosmos alors que sur terre, il n’arrive qu’en quatorzième place. 

Ainsi, les puits de carbone peuvent agir par dissolution, effectués grâce aux océans. Ou bien par assimilation, par la faune, la flore (forêt, tourbière, phytoplancton) ou les sols (humus).

Puits de carbone VS sources de carbone

Il existe différentes sources de carbone telles que la combustion fossile ou encore la déforestation. En effet, il y a un mécanisme de libération de carbone dans l’atmosphère. En effet, ces activités génèrent des émissions de gaz à effet de serre (GES).

cycle du carbone
Cycle du carbone

Le mécanisme de séquestration et les puits de carbone ont des fonctionnements inverses par rapport aux sources de carbone. Les premiers séquestrent des gaz à effet de serre tandis que les second en émettent. Ainsi, émissions et séquestration de carbone forment un équilibre dans le cycle du carbone qui est aujourd’hui menacé. 

Les émissions de GES, c’est quoi au juste ? 

Nécessaires pour comprendre les puits de carbone, les gaz à effet de serre sont naturellement présents dans l’atmosphère. Une partie de l’énergie qui provient du soleil est renvoyée dans l’espace tandis qu’une autre partie est absorbée par la surface terrestre réchauffée par l’absorption.

Or aujourd'hui les activités humaines augmentent les émissions de GES. En parallèle cela augmente l’effet de serre, réchauffe notre climat et aggrave l’équilibre naturel. En effet, le CO2 est un des GES présents dans l’atmosphère et responsable du réchauffement de notre planète.

Gaz à effet de serreUtilisation/présence 
Dioxyde de Carbone- Combustion des énergies fossiles- Agriculture et élevages intensifs- Déforestation
Méthane- Élevage des bovins et ruminants- Dégradation anaérobie de la matière organique- Mines de charbon- Elevage de ruminants- rizières
Protoxyde d’azote - Industries du froid et automobile- Utilisation d’engrais azotés- Transformation des matières azotées dans les sols- Industrie chimique 
Hydrofluorocarbures - Exploitations minières et pétrolières- Décharges d'ordures- Fluides frigorigènes (gaz réfrigérants), mousses plastiques, composants électroniques, double vitrages
Perfluorocarbures - Climatiseurs et systèmes de froid- Extincteurs
Hexafluorure de Soufre- Industrie Pharmaceutique

D’après le tableau du guide sectoriel de l’ADEME. 


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Quels sont les principaux puits naturels de carbone ? 

Le stockage du carbone dans notre vaste océan 

Notre océan a la plus grosse capacité de stockage de carbone parmi les puits de carbone et ce, grâce au phytoplancton, aux coraux et aux poissons. Des estimations évoquent une concentration 50 fois plus élevée de carbone dans l’océan que dans l’atmosphère. Selon le CNRS, l’océan séquestre près de 30 % du CO2 émis par les humains.

La “pompe à carbone” de l’océan s’opère grâce à deux processus : 

  • La pompe biologique fonctionne grâce à la photosynthèse et le phytoplancton. L'absorption est possible grâce à des algues qui transforment le CO2 de l’atmosphère en matière organique et en dioxygène. Une fois ces algues mortes, une partie tombe dans les fonds marins ce qui séquestre le carbone absorbé dans les sols. Les phytoplanctons et autres organismes calcaires absorbent une autre partie. La pompe biologique est notamment plus facile à mesurer que la pompe physique. 
  • la pompe physique en lien avec la circulation océanique provoquant alors une dissolution du carbone. En effet, la solubilité du CO2 dans l’eau ainsi que la basse température de l’eau permettent la dissolution du CO2 atmosphérique dans l’océan.

L’acidification des océans est un véritable enjeu. Lorsque l’on sait qu’il entraîne une destruction de l’écosystème marin, nécessaire au stockage du CO2. ‍

pompe à carbone biologique
Pompe à carbone biologique
pompe à carbone physique
Pompe à carbone physique

Les forêts et autres végétaux des puissantes pompes à carbone biologique 

Les forêts concentrent du carbone dans le bois, les racines, les sols et l’écosystème à travers la photosynthèse. Tout le carbone s'y stocke ainsi. 

La relation entre l’arbre et le sol est intéressante puisqu’il y a absorption du CO2 de l'atmosphère par la plante. Celles-ci stockent ainsi une partie du carbone et rejettent de l’oxygène dans l’atmosphère. Quant au sol, c’est lors de la décomposition de l’arbre que se recycle le carbone stocké. Ce carbone se transforme en biomasse, en nécromasse et sous forme de gaz.

Grâce à une régénération naturelle, le carbone continue d’être stocké et recyclé. Tout a un cycle et ainsi se forme l’équilibre naturel. 

⚠️Attention toutefois, il y a une variation dans la capacité de stockage du CO2 de notre atmosphère. Chaque forêt a une capacité de stockage différente de puit de carbone. Elle dépend de l’enrichissement du sol et de la taille de cette forêt. L’espèce de l’arbre, son âge, ou son lieu d’implantation sont aussi des facteurs qui entrent en compte dans la capacité de captation et de stockage de l’arbre. Par exemple, les essences d’arbres qui croient rapidement comme le bouleau absorbent peu de carbone. En revanchez, les bois plus denses et à croissance plus lente, leur absorption est moindre mais le carbone représente un grand pourcentage de leur poids. 

streamline-arbre-planter-co2

Aussi menacées, les forêts sont soumises aux incendies, feux de forêt, tempêtes ou encore la déforestation. 

En France, la forêt couvre ⅓ de la surface du territoire métropolitain. La quantité de carbone est évaluée à “1,3 milliard de tonnes [...], stockés dans la biomasse ligneuse (bois aérien et souterrain) des forêts de production françaises métropolitaines, les trois quarts de ce stock s’accumulant dans les bois feuillus”. (selon le gouvernement). Par ailleurs, la Stratégie nationale bas-carbone de la France perçoit le secteur forêt bois comme un levier indispensable à l’atténuation des émissions de gaz à effet de serre et à la neutralité carbone d’ici 2050. 

💡 Combien de tonnes de CO2 est séquestrée par la forêt en France ? Selon l’Office national des forêts (ONF), “la forêt française absorbe 63 millions de tonnes de CO2 chaque année, ce qui permet de compenser 20% des émissions de CO2 (1m3 de bois stocke 1 tonne de CO2)!”

Les sols (tourbières et végétaux)

Les sols sont des puits de carbone ; les végétaux produisent la photosynthèse qui va transformer par la suite le carbone en hydrate de carbone. Lors de leur décomposition, les végétaux morts vont se mélanger et stocker du carbone dans les sols. Ainsi, la décomposition des sols piège le carbone.

Néanmoins, les sols sont soumis à de nombreuses pressions humaines (exploitation, drainage, destruction urbanisation ou encore agriculture) comme naturelles (évolution des sols).

Ces puits aussi soumis au dérèglement climatique…

S’il est intéressant aujourd’hui de s’intéresser aux puits de carbone, c’est parce que ces derniers sont en lien direct avec notre climat et nos écosystèmes. 

Les activités humaines sont les principales responsables du réchauffement de notre planète. Aller au-delà de la captation naturelle du CO2 peut aider et accompagner les efforts de réduction. Dans un contexte notamment où le GIEC préconise une réduction de moitié de nos émissions de GES par rapport au niveau actuel d’ici 2030, afin que la température ne dépasse pas les 1,5°C. 

Deux leviers sont possibles en ce qui concerne la compensation carbone

  • absorber une partie du dioxyde de carbone déjà présent dans l’atmosphère, à travers des projets de séquestration (reforestation, agroécologie…) 
  • empêcher les futures émissions d’être émises en financement des projets de réduction d’énergie ou de développement d’énergies renouvelables

Pour le GIEC, les puits de carbone, régulateurs du climat et nécessaires à l’équilibre, pourraient être des solutions à l’atténuation climatique. 

Puits de carbone : qu’en est-il des projets de capture et de séquestration du carbone aujourd’hui ?

Les projets de capture et de séquestration sont-ils une solution face au réchauffement climatique ? Comment les technologies de captage et de stockage du carbone (CCS), techniques artificielles, répondent-elles à l’urgence climatique ?

Cela pourrait répondre à la nécessité d'atteindre la neutralité carbone d’ici 2050.

Il existe des projets de capture et de séquestration artificielle. Mais aussi des projets de nature à restaurer ou améliorer la séquestration naturelle. 

💡 Selon la feuille de route publiée en 2021, « Net Zero by 2050 » de l’Agence internationale de l’énergie (AIE), ce sont 4 gigatonnes de CO2 qu’il faudrait capter chaque année d’ici 2035. Et 7,6 gigatonnes d’ici 2050 si l’on veut atteindre la neutralité carbone. 

Puits de carbone : des technologies artificielles et de géo-ingéniérie…

Trois types de projets de capture et de séquestration du carbone, aussi surnommées “aspirateurs à CO2”, existent cependant : 

  • la post combustion (capturer le CO2 avec la combustion)
  • la pré-combustion (retirer le CO2 des combustibles avant la combustion), 
  • l’oxycombustion où la captation du CO2 s’effectue pendant la combustion. 

💡Selon un article des Echos, le coût de la capture et du stockage du CO2 se situerait entre 50 et 180 euros la tonne. L’article évoque que “dans son rapport de 2021, l’Institut français des relations internationales (Ifri) mentionne 76 projets en Europe de capture, transport ou stockage de CO2, y compris à l’état de démonstrateurs. L’ensemble de ces projets permettrait de stocker 50 millions de tonnes de CO2 par an en 2030.”

… soumises à la controverse 

Les technologies de séquestration artificielle sont susceptibles d’utiliser une grande quantité d’eau et d’électricité. Elles coûtent également cher ; ce qui ne permet pas à tous les projets d’être accessibles. Cependant, le marché du carbone tend à se modifier avec des mesures comme la taxe carbone. Ce qui incite les entreprises à capter et stocker leurs émissions. 

Souvent, les projets de nature à restaurer ou améliorer la séquestration naturelle comme par exemple la reforestation, sont décriés car ils pourraient générer un impact environnemental important

Et si on se penchait sur une réduction de CO2 à la source même ? 

Les puits de carbone naturels sont menacés aujourd’hui : changement climatique, feu de forêts, acidification de l’océan, surexploitation des sols et agriculture intensive dégradent la capacité de stockage en carbone de nos puits naturels.  

Réussir à atteindre les objectifs d’atténuation et d’adaptation fixés par les accords internationaux passe par une prise de conscience globale des émissions émis dans l'atmosphère. Dans une démarche de réduction de ses émissions de GES, il est possible de les mesurer pour mieux les réduire. Et c’est un premier pas pour diagnostiquer les postes de dépenses les plus importants. 

Chez Carbo, on vous propose une méthode de calcul simple et automatisée qui repose sur le GHG Protocol et la norme ISO 14064. En interne comme en externe, notre équipe d’expert.es vous accompagne dans la réalisation, l'amélioration et la communication de votre Bilan Carbone complet

Anaïs Fleury
Il y a deux ans stagiaire chez Carbo en tant que Content Manager, Anaïs continue de contribuer au blog et au média comme freelance SEO et journaliste !
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