Énergie verte 10 min de lecture

Puits de carbone : définition et fonctionnement

Benoît Hautot

Article mis à jour le 14 août 2024
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Les gaz à effet de serre sont les principaux responsables du réchauffement climatique auquel notre planète est confrontée. Ces gaz, notamment le dioxyde de carbone, sont présents dans l’atmosphère. Il existe heureusement les puits de carbone, qui sont capables de stocker les émissions de GES.

En bref

Un puits de carbone est un réservoir qui permet de capter et stocker les gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère.
Certains puits de carbone présents sur la Terre sont naturels : les océans, les forêts, les sols…. D’autres ont été entièrement construits par l’Homme.
Les puits de carbone sont de précieux alliés pour lutter contre le réchauffement climatique. Il est donc vital de les protéger.
Malheureusement, les puits de carbone subissent aussi les effets du réchauffement climatique et apparaissent saturés.
Si la captation et le stockage des GES est indispensable, la diminution des émissions de ces gaz est vitale pour l’avenir de la planète.

Puits de carbone : définition

Un puits de carbone est un mécanisme qui a pour but d’absorber et de stocker en dehors de l’atmosphère les gaz à effet de serre. Durant des centaines de milliers d’années, l’équilibre entre les émissions de GES et la présence des puits de carbone a permis à un climat propice à l’éclosion de la vie de s’installer et de perdurer.

Malheureusement, du fait de l’activité humaine, les émissions de gaz à effet de serre sont aujourd’hui trop importantes. Les puits de carbone naturels (les océans, les forêts, les sols…) peinent à absorber la quantité de gaz nécessaire, et, pire encore, ils se dégradent sous l’effet d’une accumulation trop importante de GES.

Face à cette situation, la quasi-totalité des pays au monde ont acté, lors des Accords de Paris, l’objectif d’atteindre d’ici 2050 le “zéro émission nette”. Il faudra, à cette date, que toutes les émissions de gaz à effet de serre soient compensées par les captations des puits de carbone.

Il semble aujourd’hui évident que les puits de carbone naturels ne pourront pas eux seuls capter tous les GES présents dans l’atmosphère. La construction de puits artificiels semble inéluctable, même si elle soulève quelques questions.

Les différents types de puits de carbone

Les puits de carbone naturels

Un puits de carbone naturel est un écosystème. Il existe sur notre planète sans que l’être humain n’ait eu à intervenir pour le créer. Il est important de les différencier, car tous ne reposent pas sur le même mécanisme.

Pourquoi les forêts sont des puits de carbone ?

Le fonctionnement d’une forêt en tant que puits de carbone repose sur la photosynthèse. Grâce à l’énergie solaire, le dioxyde de carbone est fixé sous forme de matière organique. De façon concrète, l’arbre absorbe et stocke le carbone. En contrepartie, il rejette de l’oxygène. On estime ainsi que le carbone est présent dans au moins 50% de la composition chimique d’un arbre. Quand un arbre meurt, le CO2 qu’il stockait est relâché dans l’atmosphère.

En France, on estime que 14% des émissions de gaz à effet de serre, soit 63 millions de tonnes de CO2, sont captées par les forêts.

Attention : toutes les forêts ne possèdent pas la même capacité à stocker les gaz à effet de serre. La taille entre naturellement en ligne de compte, tout comme l’enrichissement du sol. Les espèces d’arbres que l’on trouve dans la zone, ainsi que leur âge, jouent également un rôle. Ainsi, les arbres qui atteignent rapidement leur taille définitive absorbent peu de carbone.

Pourquoi les océans sont des puits de carbone ?

Les océans constituent les plus importants puits de carbone de la planète. Environ 30% du CO2 mondial émis par l’activité humaine est capté par ce biais (2). Le mécanisme repose sur deux principes :

Le dioxyde de carbone se dissout naturellement dans l’eau. Cette dissolution est d’autant plus efficace si la température est basse : en effet, l’eau froide est plus dense et entraîne vers le fond le dioxyde de carbone qui a été dissous.
Plus de la moitié du CO2 capté reste à la surface de l’eau et participe à la photosynthèse. Les algues transforment le CO2 en matière organique et en dioxygène : le plancton est ainsi responsable à lui seul de 50% de l’oxygène de la planète.
Le plancton entre dans la chaîne alimentaire des organismes marins. Quand ils meurent, ils finissent au fond des océans, où ils sont stockés durant des centaines d’années.

Pourquoi les sols sont des puits de carbone ?

Les sols, en l’occurrence les tourbières et végétaux, sont des puits de carbone. Les plantes produisent la photosynthèse, qui transforme le carbone en hydrate de carbone. D’autre part, lorsqu’ils meurent, les végétaux se décomposent et mélangent leur matière organique, et donc leur carbone, au sol.

Les puits de carbone artificiels

Parallèlement aux forêts, sols et océans, il existe des puits de carbone entièrement fabriqués par l’Homme : ils sont artificiels. Ils fonctionnent sur le même principe, et on parle à leur sujet de CSC (Captage et Stockage géologique du CO2). Le dioxyde de carbone est injecté sous terre, par exemple dans des puits de pétrole inutilisés.

Si ces puits artificiels existent de façon concrète, ils soulèvent plusieurs questions. La technologie qui permet de piéger le dioxyde de carbone dans l’atmosphère n’est pas encore totalement aboutie. Aujourd’hui, le processus de captation est extrêmement énergivore. La question de la disponibilité des sols se pose aussi, tout comme les effets de l’injection de CO2 dans les sols : sismicité, contamination des nappes phréatiques, fuite du gaz dans l’atmosphère…

D’un point de vue moral, nombreux sont ceux qui craignent que l’on ait tendance à se reposer sur l’existence des puits artificiels et ne plus faire les efforts nécessaires à la réduction des émissions de GES.

Les puits de carbone en danger

Les puits de carbone naturels sont des alliés extraordinaires pour compenser nos émissions de gaz à effet de serre. Hélas, leur pouvoir en la matière n’est pas illimité. Aujourd’hui, ils souffrent de la quantité croissante de GES dans l’atmosphère, et ils sont également victimes du réchauffement climatique.

Déforestation

Les forêts, sur l’ensemble de la planète, sont soumises à de nombreux dangers : incendies, déforestations, inondation, maladies… Certains de ces phénomènes sont malheureusement amplifiés par le dérèglement climatique que nous subissons aujourd’hui, ce qui constitue un véritable effet pervers. Les forêts, sur l’ensemble de la planète, sont soumises à de nombreux dangers : incendies, déforestations, inondation, maladies… Certains de ces phénomènes sont malheureusement amplifiés par le dérèglement climatique que nous subissons aujourd’hui, ce qui constitue un véritable effet pervers. Moins les forêts seront présentes sur la Terre, moins elles pourront remplir leur rôle de puits de carbone… Et plus le réchauffement sera inéluctable.

En 2022, ce sont 6,6 millions d’hectares de forêts qui ont été perdus sur la planète (3), que l’expansion naturelle et le reboisement ne suffisent pas à compenser. La Russie, le Brésil, le Canada, les Etats-Unis et l’Indonésie (4) ont été les plus touchés par le phénomène. C’est d’autant plus inquiétant que ces pertes concernent essentiellement des forêts primaires, qui n’ont pas été exploitées, fragmentées ou défrichées par l’homme.

Acidification des océans

Avec l’augmentation de la teneur en CO2 dans les eaux, les océans ont tendance à s’acidifier. A terme, cela entraînera une baisse du développement des planctons, qui produisent une partie de l’oxygène de notre planète. Les coquilles et coraux sont en outre attaqués par les acides : ce sont tous les écosystèmes marins qui risquent d’être bouleversés.

Les solutions pour maintenir les puits de carbone

Au niveau des forêts et des sols, plusieurs orientations sont à privilégier pour maximiser leur efficacité en tant que puits de carbone :

Reforestation et réduction des défrichements.
Augmentation de la capacité de stockage des sols agricoles en changeant les pratiques d’exploitation.
Développement d’une gestion active et durable des forêts.
Préservation des forêts anciennes.
Diminution de l’artificialisation des sols.

Maximisation des produits bois dans les usages de longue durée comme la construction.

Pour les océans, l’acidification est inéluctable à l’échelle du centenaire, peut-être même du millénaire. Pour faire face à l’urgence, la restauration des coraux est indispensable, selon ce processus :

Nettoyage des fonds marins de toutes sortes de déchets et matériels de pêche abandonnés.
Récolte des coraux endommagés.
Transfert de ces coraux sur une structure métallique sous l’eau pour leur permettre de se régénérer.
Implantation des coraux en bonne santé dans les fonds marins pour leur donner une seconde vie.

Pour lutter contre les dangers qui menacent nos puits de carbone, le plus sage et le plus efficace est de s’attaquer au problème à la source. La réduction de nos émissions de gaz à effet de serre passe obligatoirement par une profonde modification du mix énergétique mondial. Délaisser les énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel) au profit des énergies renouvelables s’avère indispensable pour assurer à terme la survie de notre planète.