Capture directe de l'air (DAC) : transformer le CO2 en ressource
En 2024, le taux de CO₂ atmosphérique a atteint 421 ppm, dépassant largement le seuil critique de 350 ppm, tandis que les puits de carbone naturels arrivent à saturation. Les stratégies de réduction des émissions s'avérant insuffisantes à elles seules, la capture directe de l'air est désormais considérée comme une technologie indispensable pour atteindre les objectifs climatiques. L'Agence internationale de l'énergie (AIE) s'est fixé pour objectif de capter 980 millions de tonnes de CO₂ par an grâce à la DAC d'ici 2050. 1
Cet article est une publication exclusive de veille technologique issue de la série « Deep Signals : là où la science rencontre le business », co-créée par XOTA, un groupe d'anciens élèves du Master Exécutif de l'École Polytechnique et d'HEC Paris. Rédigé par Livia Kalossaka (HEC Paris Deep Tech Center) et le groupe XOTA, cette série traduit des avancées scientifiques complexes en enseignements concrets à destination des dirigeants d'entreprise, des investisseurs, des décideurs publics et des chercheurs.
Ce qui émerge : un domaine de contrastes
Le secteur de la DAC est divisé. D'un côté, les technologies matures comme les sorbants solides (S-DAC) et les solvants liquides (L-DAC), dominent les capacités installées, mais se heurtent à des obstacles. Parallèlement, une nouvelle vague d'approches modulaires et électrifiées voit le jour (électrochimique, à membranes). La plupart d'entre elles se situent à un niveau de maturité technologique (TRL) inférieur ou égal à 6. Cette dynamique technique se reflète dans l'élan du marché : bien qu'il n'existe aujourd'hui qu'une poignée d'installations opérationnelles majeures, d'autres sont en cours de développement en Europe, au Moyen-Orient et aux États-Unis.
Le marché mondial de la DAC, estimé à 100 millions de dollars en 2024, devrait croître à un rythme annuel de 60 % pour dépasser 1,7 milliard de dollars d'ici 2030 2.
Promesses et réalité : un bilan de la DAC
La théorie et la pratique divergent souvent, et l'installation « Orca » de Climeworks en est une illustration éloquente. Conçue pour capturer 3 000 tonnes par an, elle n'en a traité que 1 000 en 2023. Cet écart met en lumière l'immense défi que représente l'exploitation d'une installation de première génération. Il ne s'agit pas pour autant d'un échec, mais d'un apprentissage : ces obstacles sont en train d'être surmontés, et les solutions trouvées sont directement intégrées dans la prochaine génération d'installations. Cela souligne un besoin crucial pour le secteur : un partage plus transparent des données opérationnelles — succès comme échecs — afin d'accélérer les progrès pour l'ensemble des acteurs de ce domaine 3.
Niveau de signal global → 🟡 Modéré (en progression, avec des obstacles significatifs)
Dimension | Intensité | Explication |
Validation scientifique | 🟢 Modérée | La capture est prouvée ; la durée de vie des sorbants et leur dégradation restent des défis majeurs non résolus. |
Maturité commerciale | 🟠 Faible à modérée | Quelques technologies à TRL 8-9, la plupart entre TRL 5 et 6. La forte consommation d'eau et la dépendance aux énergies renouvelables et aux sites de stockage constituent des contraintes majeures. |
Dynamique sociétale et politique | 🔵 Forte | Croissance rapide des incitations politiques et de la demande des entreprises pour des mécanismes de compensation carbone durables.
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Implications pour les entreprises et principaux obstacles
La DAC présente des avantages uniques : une flexibilité géographique, la capacité à éliminer le CO₂ « historique » et l'absence de concurrence avec les terres agricoles.
Cela ouvre des opportunités dans les crédits carbone durables et les matières premières à base de CO₂. Cependant, les investisseurs se heurtent à des obstacles importants.
- Coût : Actuellement élevé, entre 230 et 1 000 dollars par tonne de CO₂.
- Intensité énergétique : La faible concentration de CO₂ dans l'air rend la capture très énergivore. Les projections indiquent que la DAC pourrait consommer jusqu'à 12 % de l'électricité mondiale d'ici 2100 si elle n'est pas optimisée.
- Chaîne d'approvisionnement : La production de sorbants et de membranes comporte ses propres risques environnementaux et éthiques, qui doivent être maîtrisés.
Un modèle de référence : le cas du Kenya
Alors que le monde de la DAC se concentre largement sur les pôles établis, le Kenya s'impose discrètement comme un modèle mondial d'écosystème de capture carbone réussi. C'est un cas à suivre de près, pour trois raisons essentielles :
- Un portefeuille diversifié : Le Kenya expérimente plusieurs approches de capture du carbone à l'échelle commerciale, de SironaTech (ancienne élève du CDL) à la DAC géothermique d'Octavia Carbon, en passant par des projets de biochar et d'altération accélérée des minéraux. Cette diversification renforce la résilience et élargit la base de connaissances.
- Des atouts naturels de premier ordre : Les fondamentaux du pays sont exceptionnels : un réseau électrique alimenté à environ 90 % par des énergies renouvelables d'origine géothermique, et une géologie volcanique dans la vallée du Rift idéale pour le stockage permanent du CO₂ 4.
- L'avantage écosystémique : Au-delà de la géologie, le Kenya dispose d'un réseau dense d'acteurs financiers, logistiques et d'agences de l'ONU, ainsi que d'un solide vivier de talents locaux, concentré à Nairobi.
L'enseignement clé : le Kenya démontre que la réussite commerciale ne se résume pas à perfectionner une technologie isolée. Elle repose sur la construction d'un écosystème complet où technologie, ressources naturelles et capital humain s'articulent de manière cohérente.
La feuille de route de la DAC jusqu'en 2050
Horizon | Objectif stratégique |
Court terme (2025–2030) | Industrialiser les projets pilotes ; démontrer la viabilité technique et économique à grande échelle. |
Moyen terme (2030–2040) | Faire baisser les coûts en dessous de 100 $/tonne ; développer des pôles régionaux de capture et de stockage. |
Long terme (2040–2050) | Déployer à l'échelle du gigatonne comme composante durable et équitable de la solution climatique mondiale. |
Modèles économiques de la DAC
Modèle | Sources de revenus | Clients cibles | Exemple |
Crédits/compensations carbone | Marchés volontaires du carbone | Entreprises | Accord DAC de Microsoft |
Subventions et incitations publiques | Crédits d'impôt, soutien à l'investissement | Développeurs | 45Q (États-Unis), CII (Canada) |
Valorisation du CO₂ (CCUS) | Vente de CO₂ pour produits, récupération assistée des hydrocarbures, carburants | Industriels | Climeworks, Projet Concho |
Opérations intégrées aux renouvelables | Réduction des coûts énergétiques, montée en puissance accélérée | Développeurs / opérateurs de réseaux | Installation Mammoth (Islande) |
Sources
1 W. Brown de Colstoun, Direct Air Capture, SOTA Report, École Polytechnique (2025)
3 « The reality of deploying carbon removal via direct air capture in the field », climeworks
4U.S. International Trade Administration — Kenya: Energy & Electrical Power Systems
À propos du HEC Paris Deep Tech Center
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À propos de XOTA
XOTA est un groupe issu de l'École Polytechnique (« l'X »), créé pour mettre les travaux de recherche bibliographique et les analyses technologiques des diplômés du Master Exécutif au service des décideurs. Il publie des notes de veille stratégique concises et prospectives, régulièrement parues dans La Jaune et la Rouge (la revue des anciens élèves de l'École Polytechnique) et, plus récemment, dans Futuribles, la principale revue française de prospective et d'études sur les futurs.