Une véritable vague. Longtemps restée marginale, l’idée de capter du carbone directement dans l’air accumule les marques d’encouragement. Début avril, le dernier rapport du Giec a souligné le rôle essentiel de l’élimination du dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique pour limiter le réchauffement climatique. Parmi les trois grands types de solutions pour réaliser ce tour de force, que le Giec réserve aux émissions les plus dures à éviter, la plantation massive de végétaux pour reforester tient le haut du tableau et est indispensable dans tous les scénarios compatibles avec l’Accord de Paris.
Mais l’installation de centrales à biomasse « négatives en CO2 », dont les fumées seraient débarrassées de leur carbone (un dispositif connu sous le nom de Beccs, pour « bioénergie avec captage et stockage de carbone »), ainsi que l’utilisation de méthodes plus technologiques de capture directe du CO2 dans l’air ambiant ont néanmoins une belle place dans l’éventail des solutions potentielles.
C'est cette dernière catégorie de solutions, connue sous l'acronyme de DAC (pour « direct air capture » ou capture directe dans l'air ambiant en français) qui attire les investissements. Malgré les incertitudes restantes autour du coût et de la consommation énergétique potentiellement démesurée de telles techniques généralisées à large échelle, les start-up du secteur se multiplient. Et avec elles, les concepts inventifs pour nettoyer l’atmosphère, qui doivent maintenant gagner en maturité et construire leur marché.
Climeworks filtre l’air dans des ventilateurs
Déjà bien connue, Climeworks a frappé un grand coup en annonçant, le 5 avril, avoir levé 600 millions de francs suisses (à peu près 590 millions d’euros), auprès de divers fonds internationaux, dont Global Partners et GIC. Une somme inouïe pour le secteur, qui doit lui permettre de continuer à déployer sa solution de captage. En septembre dernier, la start-up a inauguré sa première usine, Orca, en Islande. Capable de capturer 4 000 tonnes de CO2 par an, elle est composée de larges ventilateurs qui, en projetant de l’air sur un sorbant chimique, lui permettent de capter le CO2 atmosphérique malgré ses très faibles concentrations, avant de le relâcher pur lors d’étapes de chauffe à basse température, autour de 100°C.
Une stratégie semblable de celle de la start-up Global Thermostat. Une autre pépite de la capture dans l’air, la société canadienne Carbon Engineering, conçoit quant à elle un procédé un peu différent. Cette fois, l'air ambiant est projeté sur un solvant liquide à base de soude, qui doit être regénéré à haute température au cours d'une boucle plus complexe. Elle a levé 68 millions de dollars lors de sa dernière levée de fonds en 2019, et prévoit sa première usine au Texas (Etats-Unis) en 2024.
Verdox imagine une batterie à CO2
Ne pas mobiliser la chaleur, mais des variations de champ électrique pour attirer ou repousser le CO2. C’est l’idée de Verdox, une start-up issue du MIT américain. La jeune entreprise a mis au point une technologie au fonctionnement proche de celui d’une batterie, captant du CO2 en se rechargeant avant de s’en séparer à chaque recharge. Encore à l'échelle du laboratoire, ses promesses de fonctionnement à n’importe quelle concentration lui ont néanmoins permis de lever 80 millions de dollars (l’équivalent d’à peu près 73 millions d’euros) début février.
Dans le détail, le procédé repose sur une réaction électrochimique. En son sein, deux électrodes sont recouvertes d’un composé appelé quinone, qui a la capacité d'accrocher le CO2 lorsqu'il est chargé négativement. Il suffit alors de faire varier le courant pour charger positivement ou négativement le dispositif, et ainsi capter puis relâcher les molécules de CO2. La solution, qui fonctionne pour l'air ambiant en intérieur (un peu plus concentré en CO2) doit encore prouver son efficacité face aux très faibles concentrations de CO2 dans l'atmosphère (autour de 420 parties par million), note l'Agence internationale de l'énergie dans un rapport récent.
Heirloom attrape le carbone avec des pierres
Au-delà de ces grosses machines, qui forment le coeur du DAC, plusieurs start-up proposent des voies alternatives, inspirées de processus naturels. Le candidat le plus prometteur est la « météorisation », un terme géologique qui désigne le comportement naturel de dégradation d’érosion des roches au contact du CO2 dans l’air. La jeune pousse américaine Heirloom, par exemple, a pu récolter 53 millions de dollars (l’équivalent de 49 millions d’euros) le 17 mars en creusant ce filon. Elle promet d'utiliser des minéraux abondants ayant pour caractéristique de réagir naturellement avec le carbone présent dans l’air – via un procédé dit de minéralisation, que la start-up veut accélérer – pour diminuer les concentrations de CO2 atmosphérique.
Concrètement, Heirloom met au point un cycle de captage et de relargage du CO2 atmosphérique, mais en utilisant des roches. La clé ? La magnésite, un minéral composé en grande partie de carbone qui, lorsqu'il est calciné à haute température, relâche un flux de CO2 pur et se transforme en oxyde de magnésium. Il suffit alors ensuite d’épandre ce dernier élément, qui prend l’aspect d’une poudre blanche, pour lui permettre de capter le carbone de l’air. Et ce, avant de pouvoir passer à nouveau au four. Un cycle encore cher, que Heirloom optimise et automatise pour qu’il se produise le plus rapidement possible. D'autres types de roches, par exemple calcaires, sont aussi étudiées.
Heirloom n’est pas seule à se pencher sur l’utilisation de roches réactives pour diminuer les concentrations de carbone dans l’air. D’autres start-up, à l’image du projet Vesta et de son « sable vert » (de l'olivine) développent des concepts dans lesquels la roche chargée de carbone n’est pas recyclée, mais simplement épandue avant de gagner les fonds marins une fois chargée de carbone.
Brilliant Planet cultive les algues
Après les composés de synthèse puis les minéraux, ce n'était qu'une question de temps avant que les plantes, qui captent du carbone via la photosynthèse, ne fassent leur apparition. Les forêts sont bien sûr des sources d'émissions négatives, mais ont l'inconvénient de prendre de la place, notent les entrepreneurs du domaine. D'où l'émergence de projets comme celui de Brilliant Planet. La start-up britannique née en 2013, qui a levé 12 millions de dollars (11 millions d’euros) le 6 avril, prévoit de cultiver de gigantesques piscines d’algues et d’eau de mer dans le désert afin de capter du carbone.
Selon les informations du site spécialisé Techcrunch, Brilliant Planet prévoit de construire une installation de 30 hectares, après avoir opéré un prototype 10 fois plus petit au Maroc. Elle vise un coût global de 50 euros la tonne... Un paramètre important pour un secteur encore très émergent, qui devra à la fois baisser les coûts et trouver son marché.
Mardi 12 février, l'engagement pris par plusieurs grandes sociétés américaines, dont Stripe, Meta (ex-Facebook) et Alphabet (la maison mère de Google) d'acheter pour près d'un milliard de dollars de tonnes de CO2 captées dans l'air d'ici à 2030, pourrait lancer la machine. Selon l'ambitieux scénario « net zero » de l'Agence internationale de l'énergie, la capture directe dans l'air pourrait absorber plus de 85 millions de tonnes de CO2 par an en 2030 et près d'un milliard en 2050, contre moins de 10 000 aujourd'hui... Un déploiement faramineux, qui nécessite d'améliorer les outils disponibles, et devra aussi être questionné au regard des besoins énergétiques et matériels qu'il engendrera.
