Voir la source de Séquestration du dioxyde de carbone

[[Fichier:SchémaPuitsDeCarboneArntzenFr.jpg|vignette|400px|Représentation schématique de certains moyens de stocker le dioxyde de carbone.]]

La '''séquestration du dioxyde de carbone''', appelée plus simplement '''piégeage du carbone''' ou '''séquestration du carbone''' est le stockage à long terme du [[dioxyde de carbone]] hors de l'[[Atmosphère terrestre|atmosphère]].

Elle est réalisée de manière naturelle par des processus [[Biologie|biologiques]] et [[Géologie|géologiques]]. Elle peut également être réalisée par l'[[Anthropisation|action humaine]], via des processus biologiques ou des procédés industriels, et est alors connue sous le nom anglais [[Élimination du dioxyde de carbone atmosphérique|''{{lang|en|carbon dioxide removal}}'']] (CDR) ou sous le terme d'émissions négatives. C'est l'une des techniques et mesures envisagées pour atteindre les engagements climatiques et énergétiques de la communauté internationale ([[Accord de Paris sur le climat|Accord de Paris]]). Pour cela, selon le scénario « technologies propres » (CTS) de l'[[Agence internationale de l'énergie]], il faut stocker dans le monde {{unité|107 Gt}} {{CO2}} (gigatonnes de dioxyde de carbone) entre 2015 et 2060.

Le prélèvement du {{CO2}} peut être réalisé dans l'atmosphère ou, directement à la source d'émission, par des procédés industriels, notamment en sortie d'usines ou de sites de production d'[[énergie]] ; il s'agit alors de ''[[carbon capture and storage]]'' (CCS).

Une alternative à la séquestration du {{CO2}} est sa valorisation. On parle alors de « [[captage et valorisation du dioxyde de carbone]] » (en anglais « CCUS », acronyme de ''Carbon Capture, Utilization, and Storage''), qui vise à stocker puis à utiliser ou réutiliser le {{CO2}} capté.

== Modes de séquestration ==
[[Fichier:Carbon Cycle-animated forest.gif|vignette|Séquestration par les forêts.]]
On distingue trois grands modes de séquestration :
* la séquestration biologique, qui s'appuie sur des processus biologiques permettant de capter et stocker le {{CO2}} atmosphérique dans le cadre du [[cycle du carbone]]. Sur le très long terme, elle permet la formation des vastes gisements de [[charbon]] et de [[pétrole]] enfouis dans le [[Sol (pédologie)|sol]]. La lente séquestration biologique naturelle peut être renforcée par l'intervention [[Homo sapiens|humaine]] comme l'enfouissement du bois (''wood vaulting'') et ainsi produire des {{"|émissions négatives}}<ref>{{Lien web |langue=fr-FR |prénom=Eric |nom=GARLETTI |titre=Cette découverte d'un tronc de bois vieux de 3 775 ans pourrait permettre de réduire les émissions de dioxyde de carbone |url=https://media24.fr/2024/09/29/cette-decouverte-dun-tronc-de-bois-vieux-de-3-775-ans-pourrait-permettre-de-reduire-les-emissions-de-dioxyde-de-carbone/ |site=Media24.fr |date=2024-09-29 |consulté le=2024-12-14}}</ref>{{,}}<ref>{{Article|prénom1=Ning|nom1=Zeng|prénom2=Xinpeng|nom2=Zhao|prénom3=Ghislain|nom3=Poisson|prénom4=Bryson|nom4=Clifford|titre=3775-year-old wood burial supports “wood vaulting” as a durable carbon removal method|périodique=Science|volume=385|numéro=6716|pages=1454–1459|date=2024-09-27|doi=10.1126/science.adm8133|lire en ligne=https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm8133|consulté le=2024-12-14}}</ref> ;
* la capture et séquestration industrielle (ou artificielle) du {{CO2}} atmosphérique, qui permet des émissions négatives : [[bioénergie avec captage et stockage de dioxyde de carbone]] (BECCS), [[capture du dioxyde de carbone dans l'air]] (DAC), etc. ;
* la séquestration industrielle (ou artificielle) à la source, qui consiste soit à capter le {{CO2}} industriel à son point d'émission ([[centrale électrique]], [[ciment]]erie, [[aciérie]]…), à le concentrer et le transporter vers un site géologique adéquat pour son stockage (c'est la [[séquestration géologique du dioxyde de carbone]]). La séquestration à la source réduit les émissions atmosphériques mais ne constitue pas des émissions négatives.

Le terme anglophone ''[[carbon dioxide removal]]'' (CDR), qui correspond également à la notion d'« émissions négatives » (de {{CO2}}), désigne quant à lui le retrait par l'être humain, via des processus biologiques (stockage dans les puits naturels de carbone via la [[reforestation]], un changement des [[Agriculture|pratiques agricoles]], etc.) ou des procédés industriels ([[bioénergie avec captage et stockage de dioxyde de carbone]], [[capture du dioxyde de carbone dans l'air]]…) du {{CO2}} présent dans l'atmosphère<ref>{{ouvrage|langue=en|titre=Climate Change 2021, The Physical Science Basis : Full Report|éditeur=[[ Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat]]|chapitre=Glossary|date=août 2021|lire en ligne=https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_AnnexVII.pdf|passage=2221}}.</ref>.

La séquestration naturelle s'appuie sur la capacité des [[organismes vivants]] à synthétiser des [[molécules organiques]], à partir de {{CO2}} atmosphérique ou en recyclant de la [[matière organique]] préexistante, et à stocker cette matière ([[puits de carbone]]). Ce processus, complémentaire de la séquestration géologique, est adapté aux sources d'émissions diffuses (transports, habitat{{etc}}). La séquestration naturelle est un enjeu important pour la protection et la stabilité du [[climat]].

La séquestration artificielle est une des pistes explorées par divers chercheurs, entreprises<ref>La société américaine Planktos espérait fin 2007 pour 5 euros piéger {{unité|1|tonne}} de carbone (théoriquement vendable 70 euros sur le marché) en épandant du fer dans l'océan, mais l'efficacité du processus n'a pas été à la hauteur (30 à 50 fois moins que prévu par l'entreprise). Source : {{Lien web|url= https://www.liberation.fr/sciences/2008/01/08/bras-de-fer-avec-la-mer_62186|titre= Bras de fer avec la mer|date= 2008-1-8|périodique= [[Libération (journal)|Libération]]|auteur= Lise Barneoud}}.</ref>, agences et États pour atténuer les effets du [[réchauffement climatique]] et notamment dans le cadre du [[protocole de Kyoto]].

=== Séquestration naturelle ===

{{article connexe|4p1000}}

La séquestration naturelle se fait dans un [[puits de carbone]] comme les [[Océan|océans]]<ref>{{Lien web|titre= Stockage du {{CO2}} dans l'océan : de nouvelles données à prendre en compte dans les modèles de prévision du changement climatique|auteur= [[Centre national de la recherche scientifique]]|date= 4 février 2013|url= http://www.insu.cnrs.fr/node/4162|site= [[Futura (portail web)|Futura]]}}.</ref> ({{CO2}} dissous et {{CO2}} fixé dans des organismes photosynthétiques : [[Algue|algues]] [[planctoniques]], [[Bactérie photosynthétique|bactéries photosynthétiques]]), les [[forêt]]s (au-dessus et en dessous du sol : [[système racinaire]], [[humus]]), et, dans une moindre mesure, les [[Prairie (agriculture)|prairies]] et le reste du [[couvert végétal]], qu'il soit naturel ou sous conduite humaine ([[Pâturage|pâturages]], [[Culture (agriculture)|cultures]], [[Jardin|jardins]]{{etc}}).

Compte tenu de l'intrication des menaces sur le [[climat]] et la [[biodiversité]], l'[[Union internationale pour la conservation de la nature]] préconise le recours à des [[Solutions fondées sur la nature|solutions fondées sur la préservation ou la restauration des écosystèmes]], notamment les forêts<ref>{{Lien web |langue=fr |nom=@NatGeoFrance |titre=Changement climatique : comment absorber le {{CO2}} présent dans l’atmosphère ? |url=https://www.nationalgeographic.fr/environnement/changement-climatique-comment-absorber-le-co2-present-dans-latmosphere |site=[[National Geographic]] |date=2019-01-18 |consulté le=2021-09-12}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=fr-FR |titre=Les Solutions fondées sur la Nature |url=https://uicn.fr/solutions-fondees-sur-la-nature/ |site=[[Union internationale pour la conservation de la nature|UICN]] France |consulté le=2021-09-12}}.</ref>.

==== Séquestration du carbone dans les sols ====
{{Article connexe|Fixation du carbone dans les sols|Biochar|Terra preta}}

Le [[Fixation du carbone dans les sols|sol stocke]] plus de carbone terrestre que la somme des [[puits de carbone]] atmosphérique et [[végétal]]. La plus grande densité de ce carbone séquestré se trouve dans les sols des prairies<ref>{{Lien web|auteur= A. J. Fynn, P. Alvarez, J. R. Brown, M. R. George, C. Kustin, E. A. Laca, J. T. Oldfield, T. Schohr, C. L. Neely et C. P. Wong|date= 2009|url= http://www.fao.org/fileadmin/templates/agphome/scpi/cgwg/Soil_Carbon_US_Rangelands_IP.pdf|format= pdf|langue= en|titre= Soil carbon sequestration in U.S. rangelands|éditeur= Environmental Defense Fund|lieu= [[New York]]|site= [[Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture]]}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien archive|horodatage archive= 20130928131758|auteur= R. F. Follett, J. M. Kimble et R. Lal|année= 2001|url= http://eco.ibcas.ac.cn/group/baiyf/pdf/gxzy/9_The_Potential_of_U.S._Grazing_Lands_to_Sequester_Carbon_and_Mitigate_the_Greenhouse_Effect.pdf|format= pdf|titre= The Potential of U.S. Grazing Lands to Sequester Carbon and Mitigate the Greenhouse Effect}}.</ref>.

Quatre acteurs clés interviennent dans ce processus<ref>{{Article| titre=Stockage du carbone : Le rôle insoupçonné du petit monde du sol| auteur1=Sylvain Coq| auteur2=François-Xavier Joly| périodique=[[Pour la science]]| numéro=544| date=février 2023| pages=44-53| présentation en ligne=https://www.pourlascience.fr/sd/ecologie/stockage-du-carbone-le-role-insoupconne-du-petit-monde-du-sol-24668.php}}.</ref> :
* les [[litière (écologie)|litières végétales]] ([[feuille]]s, [[plante]]s et [[racine (botanique)|racines]] mortes) ;
* les [[micro-organisme]]s [[Saprobionte|saprotrophes]] libres, qui se nourrissent exclusivement de [[matière organique]] morte ;
* les [[Champignon mycorhizien arbusculaire|champignons mycorhiziens]], qui vivent en [[symbiose]] avec les racines de certaines plantes ;
* les [[animal|animaux]] [[détritivore]]s du sol ([[Lumbricina|vers de terre]], [[cloporte]]s, [[Collembola|collembolles]] et [[Myriapoda|mille-pattes]]), qui se nourrissent des déchets végétaux.

Les pratiques culturales sans [[labour]], en présence de [[Paillis|paillage]], visent à maintenir la séquestration de matière organique riche en [[carbone]] dans le sol. Cette pratique empêche l'exposition du sol à l'[[oxygène]] atmosphérique, la [[lixiviation]] et l'[[érosion]]. L'arrêt du [[labour]] encouragerait la [[prédation]] des [[fourmi]]s sur les [[termite]]s mangeurs de [[bois]], permettrait aux [[Adventice|mauvaises herbes]] de régénérer le [[Sol (pédologie)|sol]] et aiderait à ralentir les ruissellements sur les [[Terre arable|terres]]<ref>{{Ouvrage|langue=en|nom1=Andrews, Peter|titre=Beyond the brink : Peter Andrews' radical vision for a sustainable Australian landscape|lieu=Sydney|éditeur=ABC Books for the Australian Broadcasting Corporation|année=2008|pages totales=231|passage=40|isbn=978-0-7333-2410-9}}.</ref>.

==== Séquestration du carbone par les océans ====
{{Article connexe|Carbone bleu}}
Le carbone bleu fait référence au dioxyde de carbone retiré de l'atmosphère par les [[écosystème]]s [[océan]]iques côtiers du monde, principalement les [[mangrove]]s, les [[Schorre|marais salants]], les [[Herbier marin|herbiers marins]] et potentiellement les [[Goémon|macroalgues]], par la croissance des plantes et l'accumulation et l'enfouissement de matière organique dans le sol<ref>{{Lien web|langue= en|url= https://www.grida.no/publications/145|auteur1= Christian Nellemann|auteur2= Emily Corcoran|auteur3= Carlos M. Duarte|auteur4= Luis Valdrés|auteur5= Cassandra De Young|auteur6= Luciano Fonseca|auteur7= Gabriel Grimsditch|titre= Blue Carbon - The Role of Healthy Oceans in Binding Carbon|éditeur= [[Organisation des Nations unies pour l'environnement]], GRID-Arendal|date= 2009}}.</ref>{{,}}<ref name="negative">{{Ouvrage|langue=en|titre=Negative Emissions Technologies and Reliable Sequestration|sous-titre=A Research Agenda|lieu=Washington, D.C.|éditeur=National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine|année=2019|pages totales=45|isbn=978-0-309-48452-7|doi=10.17226/25259|lire en ligne=https://www.nap.edu/catalog/25259/negative-emissions-technologies-and-reliable-sequestration-a-research-agenda}}.</ref>.

{{…}}

==== Séquestration du carbone par les forêts ====
[[Fichier:Réseau mycorhizien.svg|vignette|Le [[Microbiologie du sol|microbiote du sol]] contribue fortement à la séquestration du carbone dans la végétation et les sols des forêts qui couvrent près d'un tiers de la surface émergée de la planète. La végétation des forêts stocke près de la moitié du réservoir de carbone terrestre et leurs sols 11 %<ref>{{Article|langue=en|auteur1= Sandra Brown|auteur2= Ariel E. Lugo|titre= The Storage and Production of Organic Matter in Tropical Forests and Their Role in the Global Carbon Cycle|périodique=Biotropica|date=1982|volume=14|numéro=3|pages=161-187|doi=10.2307/2388024}}.</ref>, ces deux réservoirs piégeant annuellement 30 % des [[Émission de dioxyde de carbone|émissions de dioxyde de carbone]] provenant de la combustion des [[Combustible fossile|combustibles fossiles]]<ref>{{Ouvrage|langue=en|titre=World Resource Review|éditeur=Institute for World Resource Research|année=2003|passage=464|isbn=}}.</ref>.]]

Les forêts du monde contiennent plus de carbone que l’ensemble de l’atmosphère, {{Citation|avec 650 milliards de tonnes de piégé, dont 44 pour cent dans la [[Biomasse (écologie)|biomasse]], 11 pour cent dans le [[bois mort]] et la [[Litière (écologie)|litière]], et 45 pour cent dans le [[Sol (pédologie)|sol]]. Si la [[Gestion durable des forêts|gestion durable]], la [[Sylviculture|plantation]] et la réhabilitation des forêts peuvent conserver ou accroître les stocks de carbone forestier, la [[déforestation]], la [[dégradation forestière]] et une gestion forestière insuffisante ont pour effet de les réduire. Cette baisse est principalement imputable à la réduction de la superficie forestière mondiale et s’est produite en dépit de l’augmentation du matériel sur pied par hectare dans certaines régions<ref>{{Ouvrage|auteur1=[[Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture|FAO]]|titre=Évaluation des ressources forestières mondiales 2010. Rapport Principal|éditeur=FAO Éditions|année=2011|passage=13-14|isbn=}}.</ref>.}}

Longtemps nommée « poumon vert de la planète » (l'image est un contre-sens car un poumon consomme de l'oxygène et rejette du {{CO2}}), la [[forêt amazonienne]] émettrait aujourd'hui plus de {{CO2}} que d'{{O2}}, en raison de la [[déforestation]] et du [[réchauffement climatique]]<ref>{{Lien web |langue=fr-FR |prénom= Frédéric |nom=Mouchon |titre=Climat : pourquoi la forêt amazonienne rejette désormais plus de carbone que d‘oxygène |url=https://www.leparisien.fr/environnement/climat-pourquoi-la-foret-amazonienne-rejette-desormais-plus-de-carbone-que-doxygene-06-05-2021-HOI2P2Z4DBCMHHRRIZVWR7NNA4.php |périodique=[[Le Parisien]] |date=2021-05-06 |consulté le=2021-05-20}}.</ref>.

==== Séquestration par l'arbre urbain et les « forêts urbaines » ====
[[Fichier:Hangzhou 120.16322E 30.28125N.jpg|vignette|300px|Selon une étude récente<ref name=SequForetUrbaine2010/>, la ville de [[Hangzhou]] ([[Chine]]) a une forêt urbaine qui absorbe en moyenne {{unité|1.66|t}} de carbone par hectare et par an et aurait séquestré à ce jour {{unité|30.25|t}} de carbone par hectare.]]
{{Article détaillé|Forêt urbaine}}

Les végétaux présents dans le milieu urbain contribuent aussi à piéger du dioxyde de carbone. Différentes études ont été menées pour mesurer la quantité de gaz concernée, notamment en [[Chine]] et aux [[États-Unis]].

En 2010, une étude<ref name=SequForetUrbaine2010>{{article|langue=en|auteur1=Min Zhao|auteur2=Zheng-hong Kong|auteur3=Francisco J. Escobedo|auteur4=Jun Gao|titre=Impacts of urban forests on offsetting carbon emissions from industrial energy use in Hangzhou, China|périodique=Journal of Environmental Management|volume=91|numéro=4|mois=mars-avril|année=2010|pages=807-813|doi=10.1016/j.jenvman.2009.10.010|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030147970900365X}}.</ref> a par exemple cherché à quantifier le stockage du carbone et la séquestration permise par certaines [[Forêt urbaine|forêts urbaines]] au regard des émissions de carbone venant de la consommation d'[[Combustible fossile|énergies fossiles]] par les sources industrielles de [[Hangzhou]], en [[Chine]]). Les données d'inventaire des forêts urbaines, via des équations basées sur le volume de biomasse, et le calcul de l'accroissement annuel et via une modélisation de la [[Production primaire|productivité primaire]] nette (PPN), des estimations de carbone stocké ont été faites.

Le carbone total stocké par les forêts urbaines de Hangzhou a ainsi été estimé à {{unité|11.74|MtC}} (soit environ {{unité|30.25|t}} de carbone par hectare en moyenne). La séquestration du carbone par les forêts urbaines était de 1.33 Mt/an, soit une séquestration par hectare de {{unité|1.66|t}} de carbone par hectare et par an. Or, les émissions industrielles de {{CO2}} étaient pour Hangzhou de {{unité|7|MtC/an}}<ref name=SequForetUrbaine2010/>.

Dans ce cas, les forêts urbaines semblent donc capables de compenser par séquestration chaque année 19 % de la quantité de carbone émise par la combustion d'[[énergies fossiles]] par l'industrie locale<ref name=SequForetUrbaine2010/>. Ce taux de carbone séquestré pourrait encore être amélioré par des pratiques de gestion adaptées<ref name=SequForetUrbaine2010/>.

Une étude<ref name=Shenyang>{{article|langue=en|auteur1=Changfu Liu|auteur2=Xiaoma Li|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1618866711000227|titre=Carbon storage and sequestration by urban forests in Shenyang, China|périodique=Urban Forestry & Urban Greening|date=2 avril 2011|doi=10.1016/j.ufug.2011.03.002}}.</ref> publiée en 2011, du même type, utilisant aussi des images haute définition (Images {{Lang|en|texte=QuickBird}} d'{{date-|août 2006}}), et intégrant une évaluation de la valeur monétaire et [[Compensation écologique|compensatoire]] du carbone stocké (au regard du [[marché du carbone]]) a été fait à [[Shenyang]] ([[Liaoning]], Chine), ville très industrialisée du nord de la Chine peu boisée. La surface boisée était de {{unité|101|km|2}} (5,76 millions d'arbres et 569 arbres par hectare en moyenne), couvrant 22 % de la superficie totale du site d'étude (intérieur du {{3e|anneau}} routier périphérique de Shenyang). Le statut de ces boisements était une conservation d'intérêt écologique ou d'intérêt social<ref>''{{Citation|Public Welfare Forest}}'' dans le texte.</ref> sur près de 50 % de l'aire d'étude ; {{unité|10.9|ha}} (environ 10 % du total et avec la plus grande densité d'arbres ; 905 ± 133 tiges/ha) étaient destinés à l'[[Exploitation de bois|exploitation du bois]].

Selon les calculs des auteurs, ces forêts urbaines (anciennes ou récemment plantées aux abords du périphérique, abritant 120 espèces d'arbres et 53 espèces de buissons, les espèces les plus communes étant le peuplier du Canada (''[[Populus ×canadensis]]'', Moench), le saule matsudana ''[[Salix matsudana]]'' (à croissance rapide), et l'orme de Sibérie ''[[Ulmus pumila]]'') peuvent réellement jouer un rôle en matière de stockage de carbone, avec environ {{unité|337000|t}} de carbone actuellement stocké par an (pour une valeur estimée de 13,88 millions de dollars), et avec un taux de séquestration du carbone de {{unité|29000|t/an}} (équivalent à 1,19 million de dollars).

Le carbone stocké par la [[Forêt urbaine|forêt périurbaine]] correspond à 3,02 % des émissions annuelles de carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles. La séquestration du carbone pourrait ainsi compenser 0,26 % des émissions annuelles de carbone de Shenyang. L'étude montre aussi que le stockage de carbone et le taux de séquestration varient fortement selon le type de forêt urbaine (essences, sol, composition en espèces, structure forestière et classes d'âge), et qu'il pourrait être amélioré par une gestion adaptée.

En zone subtropicale de [[Comté de Miami-Dade|Miami-Dade]] et de [[Gainesville (Floride)|Gainesville]] aux [[États-Unis]], la forêt urbaine a aussi été étudiée de ce point de vue<ref>{{article|langue=en|auteur1=Francisco Escobedo|auteur2=Sebastian Varela|auteur3=Min Zhao|auteur4=John E. Wagner|auteur5=Wayne Zipperer|titre=Analyzing the efficacy of subtropical urban forests in offsetting carbon emissions from cities|périodique=Environmental Science & Policy|volume=13|numéro=5|mois=août|année=2010|page=362-372|doi=10.1016/j.envsci.2010.03.009|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1462901110000274}}.</ref>. Gainesville, où le boisement urbain est plus dense, stocke et séquestre plus de carbone que Miami-Dade, en raison de cet environnement mais aussi du mode d'urbanisation. Les quartiers plantés de bois de pins et chênes naturels, ainsi que les [[mangrove]]s et des boisements subspontanés (friches...) séquestrent mieux le carbone. Ces boisements ne compensent cependant que peu les émissions urbaines (−3,4 % à Gainesville et −1,8 % à Miami-Dade). De plus, reconvertir l'espace urbain encore disponible en forêt ne diminuerait que peu les émissions de {{CO2}}. Pour les [[années 2010]], le {{CO2}} capté par les arbres était comparable aux effets des autres politiques de réduction de {{CO2}}. Mais au vu des objectifs à long terme, des multiples [[Service écosystémique|services écosystémiques]] rendus par les boisements, des coûts, des besoins communautaires, les auteurs jugent que la préservation des forêts existantes doit être reconsidérée en intégrant leur valeur pour la lutte contre le [[réchauffement climatique]], l'[[adaptation au changement climatique|adaptation à ce réchauffement]], et pour la restauration ou conservation d'autres services écosystémiques<ref>{{article|langue=en|auteur1=Robert F. Young|titre=Managing municipal green space for ecosystem services|périodique=Urban Forestry & Urban Greening|volume=9|numéro=4|année=2010|pages=313-321|doi=10.1016/j.ufug.2010.06.007|jour=15|mois=septembre|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1618866710000543}}.</ref>, dont l'amélioration de la [[Pollution de l'air|qualité de l'air]]<ref>{{article|langue=en|auteur1=David J. Nowak|titre=Institutionalizing urban forestry as a “biotechnology” to improve environmental quality|périodique=Urban Forestry & Urban Greening|volume=5|numéro=2|jour=15|mois=août|année=2006|pages=93-100|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S161886670600032X}}.</ref> ou la dépollution de certains sols<ref>{{article|langue=en|auteur1=Francisco J. Escobedo|auteur2=Timm Kroeger|auteur3=John E. Wagner|titre=Urban forests and pollution mitigation: Analyzing ecosystem services and disservices|périodique=Environmental Pollution|volume=159|numéro= 8-9|mois=août-septembre|année=2011|pages=2078-2087|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749111000327}}.</ref>.

Le département des forêts de l'[[Département de l'Agriculture des États-Unis|USDA]] a collecté<ref name=USA2002>{{article|langue=en|auteur1=David J. Nowak|auteur2=Daniel E. Crane|titre=Carbon storage and sequestration by urban trees in the USA|périodique=Environmental Pollution|volume=116|numéro=3|mois=mars|année=2002|pages=381-389|doi=10.1016/S0269-7491(01)00214-7|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749101002147}}.</ref> des données pour 10 grandes villes des États-Unis et pour le couvert forestier nord américain. Selon ces sources, les arbres urbains USA stockeraient actuellement et provisoirement aux États-Unis environ 700 millions de tonnes de carbone (soit un service équivalent à 14,3 milliards de dollars de valeur au « prix du carbone » de 2010, avec un bilan brut de séquestration du carbone de 22,8 millions tC/an (soit un service écosystémique correspondant à environ 460 millions de dollars/an).

Ce stockage « urbain » du carbone varie considérablement selon les villes ; de 1,2 million de t/an à [[New York]], à {{unité|19300|tC}} à [[Jersey City]] (New Jersey). En moyenne, ce stockage de carbone a été estimé aux États-Unis (pour le début des années 2000) à {{unité|25.1|t}} de carbone par hectare (comparativement à {{unité|53.5|tC/ha}} dans les peuplements forestiers).

Un mouvement issu des travaux du [[botaniste]] japonais [[Akira Miyawaki]] cherche à planter de minuscules forêts denses dans toute l'Europe afin de restaurer la biodiversité et de lutter contre la [[crise climatique]]. Selon leurs promoteurs, ces forêts miniatures poussent 10 fois plus vite et deviennent 30 fois plus denses et 100 fois plus riches en biodiversité que celles plantées par des méthodes conventionnelles. Ce résultat est obtenu par la plantation de jeunes arbres rapprochés, trois par mètre carré, en utilisant des variétés indigènes adaptées aux conditions locales et une grande variété d'espèces pour recréer les couches d'une forêt naturelle<ref>{{Article |langue=en-GB |prénom1=Hannah |nom1=Lewis |titre=Fast-growing mini-forests spring up in Europe to aid climate |périodique= [[The Guardian]] |date=2020-06-13 |issn=0261-3077 |lire en ligne=https://www.theguardian.com/environment/2020/jun/13/fast-growing-mini-forests-spring-up-in-europe-to-aid-climate |consulté le=2020-06-17 }}.</ref>.

==== Amélioration de la photosynthèse ====
L'efficacité [[Photosynthèse|photosynthétique]] des plantes peut être augmentée en modifiant leurs gènes [[Rubisco]] pour augmenter leur activité catalytique, afin d'accroître la séquestration du carbone<ref>{{Article |langue= en|titre=Rubisco: structure, regulatory interactions, and possibilities for a better enzyme |périodique=Annual Review of Plant Biology|volume=53 |numéro= |année=2002 |pmid=12221984 |doi=10.1146/annurev.arplant.53.100301.135233 |pages=449–75 }}.</ref>. Un des domaines de recherche consiste à augmenter la proportion de plantes photosynthétiques à [[fixation du carbone en C4|fixation du carbone en C{{Ind|4}}]]. Les plantes C{{Ind|4}} représentent environ 5 % de la biomasse végétale sur terre et 1 % des espèces végétales connues<ref>{{Article |titre=The global distribution of ecosystems in a world without fire |périodique=New Phytologist |volume=165 |numéro=2 |année=2005 |pmid=15720663 |doi=10.1111/j.1469-8137.2004.01252.x |pages=525–38 }}.</ref>, mais elles réalisent environ 30 % de la fixation terrestre du carbone<ref>{{Article |auteur1=Osborne |prénom1=C. P. |auteur2=Beerling |prénom2=D. J. |titre=Nature's green revolution: the remarkable evolutionary rise of C{{Ind|4}} plants |périodique=Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences |volume=361 |numéro=1465 |année=2006 |pmid=16553316 |pmcid=1626541 |doi=10.1098/rstb.2005.1737 |pages=173–94 }}.</ref>. Dans les feuilles des plantes C{{Ind|3}}, les [[photon]]s subissent une [[photosynthèse]] accompagnée d'une [[photorespiration]] qui protège la [[photosynthèse]] de la [[photoinhibition]], mais « gaspille » 50 % du carbone potentiellement fixé<ref>{{Article |auteur1=Leegood RC. |titre=C{{Ind|4}} photosynthesis: principles of {{CO2}} concentration and prospects for its introduction into C{{Ind|3}} plants |périodique= Journal of Experimental Botany |volume=53 |numéro=369 |année=2002 |pmid=11886878 |doi=10.1093/jexbot/53.369.581 |pages=581–90 }}.</ref>. La voie photosynthétique C{{Ind|4}} réduit cependant la photorespiration<ref>{{Article |auteur1=Mitsue Miyao |titre=Molecular evolution and genetic engineering of C{{Ind|4}} photosynthetic enzymes |périodique= Journal of Experimental Botany|volume=54 |numéro=381 |année=2003 |pmid=12493846 |doi=10.1093/jxb/54.381.179 |pages=179–89 }}.</ref>. Une piste envisagée par certains chercheurs consiste à tenter de [[Génie génétique|modifier génétiquement]] les cultures vivrières de base C{{Ind|3}} (comme le blé, l'orge, le soja, les pommes de terre et le riz) avec l'appareil photosynthétique « turbo » des plantes C{{Ind|4}}<ref name="Beerling">{{Ouvrage|auteur1=David Beerling|titre=The Emerald Planet|sous-titre=How Plants Changed Earth's History|éditeur=[[Oxford University Press]]|année=2008|pages totales=194–5|isbn=978-0-19-954814-9}}.</ref>.

=== Séquestration artificielle ===
Le [[dioxyde de carbone]] pourrait théoriquement être massivement enfoui, par des méthodes qu'il faudra sécuriser sur le très long terme. On considère trois principaux lieux et modes de séquestration :
# ''le substrat géologique rocheux'' (pour une capacité estimée d'environ {{unité|2000|Gt}} de {{CO2}}, selon le GIEC qui estime qu'avec des technologies à développer et valider, et une surveillance appropriée, plus de 99 % du {{CO2}} injecté sur {{unité|1000|ans}} pourrait ainsi être emprisonné pour plusieurs millions d'années), par injection ''via'' des puits sous forme de [[fluide supercritique]] dans des roches perméables ([[aquifère]]s). Les technologies dérivent de l'industrie pétrolière (caractérisation de réservoirs potentiels, forages, gazoduc, compression) qui se positionne sur ce nouveau marché lui permettant de limiter les émissions en {{CO2}} de son exploitation du carbone fossile. Le risque de remontée de {{CO2}}, massive depuis un puits mal étanchéifié, ou plus diffuse, ou de diffusion du {{CO2}} dans les aquifères supérieurs, doit être maîtrisé ;
# ''les grands fonds océaniques'' (stockage provisoire et incertain, et à haut risque pour la biodiversité des grands fonds) ;
# ''l'[[inertage]]'' sous forme de [[carbonate]]s minéraux reconstitués (solution copiant la nature, mais coûteuse en énergie).

==== Étapes de capture avant le stockage ====
{{Article connexe|Bioénergie avec captage et stockage de dioxyde de carbone}}
Avant la phase de séquestration à proprement parler, une étape de captage (et éventuellement de transport) est nécessaire :
# ''La capture du dioxyde de carbone'' [[Dioxyde de carbone|{{CO2}}]] peut se faire selon plusieurs techniques :
#* en ''postcombustion'' ([[séparation des mélanges gazeux|capture dans les fumées]] en aval de la combustion),
#* en ''précombustion'' (décarbonatation du combustible en amont, c'est-à-dire avant la combustion. Le carbone est alors enlevé du carburant et stocké en amont de la combustion qui ne concernera que de l'hydrogène en n'émettant que de la vapeur d'eau et des [[Oxyde d'azote|oxydes d'azote]], de [[Dioxyde de soufre|soufre]]{{etc}}),
#* en ''[[oxycombustion]]'' (l'oxycombustion consiste à remplacer l'air (le comburant de la chaudière ou du moteur) par du dioxygène pur, pour n'émettre qu'un flux de dioxyde de carbone très concentré voire pur) ;
#* [[séparation des mélanges gazeux|Capture dans l'air ambiant]] par [[adsorption]] ;
#* [[Captage direct du dioxyde de carbone]] ;
# ''L’entreposage'' intermédiaire de courte durée directement après le processus de séparation et en attente du transport et/ou de la séquestration du dioxyde de carbone récupéré ;
# ''Le transport'' : le plus souvent, le {{CO2}} (sous forme gazeuse ou autre) doit être transporté (par gazoduc ou bateau) de manière sécurisée quand le site de stockage est éloigné du site de capture ;

==== Séquestration dans le substrat géologique rocheux ====
{{Article détaillé|Séquestration géologique du dioxyde de carbone}}
Si des solutions géotechniques étaient validées et efficaces, selon le GIEC (en 2005), cette solution pourrait potentiellement répondre de 10 % à 55 % de l'effort total de réduction à envisager pour le siècle 2000-2100, mais leur fiabilité à long et très long terme reste discutée, notamment face au [[risque sismique]].
* ''Dans des gisements d'hydrocarbures étanches'' : les gisements de gaz naturel et de pétrole sont les candidats les plus fréquemment cités pour y séquestrer du {{CO2}} en raison de leur étanchéité et de leur stabilité à l'échelle des temps géologiques. L'injection de {{CO2}} dans des gisements pétroliers est d'ailleurs déjà pratiquée depuis des décennies (surtout au [[Texas]]), à des fins de récupération assistée : puissant solvant, le [[dioxyde de carbone supercritique|{{CO2}} supercritique]] aide à récupérer une partie du pétrole résiduel de gisements difficiles ou en baisse de production. Toutefois, la grande majorité des projets de récupération assistée à base de {{CO2}} ({{CO2}}-EOR, pour {{en}} [[:en:enhanced oil recovery|{{Lang|en|texte=enhanced oil recovery}}]]) entrepris jusqu'à présent utilisent du {{CO2}} issu de sources naturelles non atmosphériques.
* ''Dans des veines de charbon'' : [[sorption]] sur du charbon inexploitable dans des séquences de lits de charbon peu épais, difficilement accessibles à grande profondeur et confinés par des formations [[schiste]]uses peu perméables. Le [[méthane]] de veines de charbon non exploitées pourrait être extrait et remplacé par du {{CO2}}, la récupération du méthane finançant le stockage du {{CO2}}. Réinjecter du gaz dans les pores du charbon est théoriquement possible si les couches ne se sont pas tassées après extraction. Des pilotes expérimentaux testent cette solution, qui pourrait éventuellement être associée à la gazéification du charbon, si des méthodes probantes et sécurisées étaient développées.
* Les ''[[aquifère]]s salins'' sont géologiquement pour partie comparables aux gisements d'hydrocarbures, mais avec une capacité bien plus grande. Plusieurs mécanismes de piégeage semblent pouvoir y immobiliser le {{CO2}}, avec moins de risque de fuite que dans les bassins houillers ou dans certains champs pétrolifères criblés de puits et parfois affectés par des affaissements et donc des fissures dans les terrains surincombants.
* ''Autres milieux'' : le stockage géologique entre des strates de schistes serait aussi considéré. Les solutions aujourd'hui envisagées visent quasi-toujours des bassins sédimentaires. Toutefois, dans des régions volcaniques, les formations de [[basalte]] pourraient aussi servir à stocker du {{CO2}} par réaction du {{CO2}} avec des silicates réactifs (piégeage minéral). Le {{CO2}} peut alors réagir avec le basalte et les nombreuses communautés microbiennes qui y sont présentes<ref>http://www.insu.cnrs.fr/node/7513.</ref>.

==== Stockage dans les fonds océaniques ====
{{Article détaillé|Stockage océanique du dioxyde de carbone}}
Plusieurs approches sont proposées pour séquestrer du {{CO2}} en mer ou dans les [[abysse]]s :

# ensemencement d'horizons marins superficiels par du fer, car le fer est un [[facteur limitant]] pour la croissance du plancton (dont la masse morte piégerait alors le carbone). En 1990 l’[[Océanographie|océanographe]] John Martin dans la revue scientifique [[Nature (revue)|Nature]] montrait que le fer naturellement présent dans l'eau dopait la croissance du [[phytoplancton]]. Le rôle du fer (quand il est [[Biodisponibilité|biodisponible]] et [[Assimilation (biologie)|bioassimilable]]) a été confirmé par plusieurs études, mais sans que l'on puisse encore savoir si un forçage anthropique par ajout de fer pourrait efficacement et durablement piéger plus de carbone<ref>{{article|langue=en|auteur1=Blain S.|auteur2=Quéguiner, B.|auteur3=Armand, L.K.|auteur4=Belviso, S.|auteur5=Bombled, B.|auteur6=Bopp, L.|auteur7=Bowie, A.|auteur8=Brunet, C.|auteur9=Brussaard, C.|auteur10=Carlotti, F.|auteur11=Christaki, U.|auteur12= Shreeve R.S.|auteur13=Corbière, A.|auteur14=Durand, I.|auteur15=Ebersbach, F.|auteur16=Fuda, J.L.|auteur17=Garcia, N.|auteur18=Gerringa, L.|auteur19=Griffiths, B.|auteur20=Guigue, C.|auteur21=Guillerm, C.|auteur22=Jacquet, S.|auteur23=Jeandel, C.|auteur24=Laan, P.|auteur25=Lefèvre, D.|auteur26=Lomonaco, C.|auteur27=Malits, A.|auteur28=Mosseri, J.|auteur29=Obernosterer, I.|auteur30=Park, H.Y.|auteur31=Picheral, M.|auteur32=Pondaven, P.|auteur33=Remenyi, T.|auteur34=Sandroni, V.|auteur35=Sarthou, G.|auteur36=Savoye, N.|auteur37=Scouarnec, L.|auteur38=SouhautM.|auteur39=Thuiller, D.|auteur40=Timmermans, K.|auteur41=Trull, T.|auteur42=Uitz, J.|auteur43=Van-Beek, P.|auteur44=Veldhuis, M.|auteur45=Vincent, D.|auteur46=Viollier, E.|auteur47=Vong, L.|auteur48=Wagener, T.|année=2007|titre=Impact Of Natural Iron Fertilisation On Carbon Sequestration In The Southern Ocean|périodique=Nature|volume=446|doi=10.1038/nature05700|pages=1070-1074}}.</ref>. L'idée a germé qu'on pourrait hors de zones déjà [[Eutrophisation|eutrophes]] ou [[Dystrophisation|dystrophes]] « [[fertilisation|fertiliser]] » artificiellement la mer pour accélérer sa fonction de « pompe biologique à carbone » (qui absorbe de 10 à 20 milliards de tonnes de carbone par an dans les sédiments marins). De 2002 à 2005, 12 fertilisations artificielles ont été testées, mais seules trois d'entre elles ont pu faire la preuve qu'il y a réellement eu séquestration de carbone, souligne le [[biogéochimie|biogéochimiste]] Philip Boyd<ref>Institut de recherche sur l’eau et l’atmosphère, et Université d'Otago ([[Nouvelle-Zélande]], [http://neon.otago.ac.nz/chemistry/research/mfc/staff/pboyd.htm Page personnelle], avec biblio).</ref>, et on ignore ce qu'il est advenu à long terme du carbone. Une des difficultés semble être que le fer doit être bioassimilable pour le plancton et très largement réparti. D'autre part, les boucles de rétroaction des écosystèmes marins sont encore mal cernées ;
# Rejet en mer (via les fleuves) de grandes quantités de déchets agricoles (résidus de récolte), qui selon Stuart E. Strand et Gregory Benford (du Département de physique et astronomie de l'[[université de Washington]]) serait la seule méthode actuellement reproductible, pratique, économique, immédiatement applicable, sans {{Citation|dommages inacceptables}} ayant un impact significatif et pouvant traiter de grandes quantités de carbone pour des milliers d'années<ref name=dechetAgrioleEnMer2009/>. Selon eux : après 20 ans, 92 % de ce carbone serait séquestré dans les grands fonds alors que la production d'éthanol cellulosique n'a qu'un rendement de 32 % et que le sol n'en aurait séquestré que 14 %<ref>Baker J.M, Ochsner T.E, Venterea R.T & Griffis T.J (2007) ''Tillage and soil carbon sequestration - What do we really know Agric''. Ecosyst. Environ., 118 (1−4) 1– 5.</ref>{{,}}<ref>Pimentel D, Hepperly P, Hanson J, Douds D & Seidel R (2005) ''Environmental, energetic, and economic comparisons of organic and conventional farming systems''| Bioscience, 55 (7) 573– 582.</ref>. L'océan profond pourrait ainsi selon eux capter 15 % de l'augmentation annuelle mondiale actuelle du {{CO2}}, et le stocker pour des millénaires, sans besoins techniques nouveaux<ref name=dechetAgrioleEnMer2009/>. Mais, outre que l'immersion de [[Déchet en mer|déchets]] est interdite par des conventions internationales, ces déchets intéressent les unités de [[méthanisation]] et/ou sont jugés nécessaires à la restauration et conservation de la matière organique des sols cultivés dont pour lutter contre l'érosion et nourrir la microfaune du sol. Ils sont en outre souvent pollués par des pesticides. Jetés dans les fleuves ou sur les littoraux, ils pourraient aggraver certains problèmes de [[dystrophisation]] ([[Efflorescence algale|efflorescences algales]], [[Marée verte|marées vertes]], pullulation de [[Sargassum|sargasses]]...), d'anoxie et de [[Zone morte|zones mortes]]<ref name=dechetAgrioleEnMer2009>{{Article|auteur1= Stuart E. Strand|auteur2= Gregory Benford|date= 2009-1-12|url= https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/es8015556|titre= Ocean Sequestration of Crop Residue Carbon: Recycling Fossil Fuel Carbon Back to Deep Sediments|périodique= Environmental Science & Technology|volume= 43|numéro= 4|pages= 1000–1007|doi= 10.1021/es8015556|pmid= 19320149}}.</ref>.
# dissolution par injection de {{CO2}} à au moins {{unité|1000|m}} de profondeur, avec le risque de dispersion de ce carbone sous forme d'acide carbonique, et d'impacts mal maîtrisables liés à l'[[Acidification des océans|acidification de l'eau]] ;
# injection de {{CO2}} sous très haute-pression dans des fosses marines (à au moins {{unité|3000|m}}), où on espère que le {{CO2}} formerait durant un certain temps un lac plus lourd que l’eau de mer, ralentissant sa dissolution du {{CO2}} dans l'environnement. Cette solution a peu de soutiens en raison de ses impacts environnementaux certains sur la faune et les écosystèmes microbiens des grands fonds<ref>{{Article|auteur1= S. M. Benson|auteur2= T. Surles|date= 2006-10-1|titre= Carbon Dioxide Capture and Storage: An Overview With Emphasis on Capture and Storage in Deep Geological Formations|périodique= Proceedings of the IEEE|volume= 94|numéro= 10|pages= 1795–1805|doi= 10.1109/JPROC.2006.883718|ISSN= 0018-9219|langue= en}}.</ref> ;
# conversion de {{CO2}} en bicarbonates, hydrates ou matière organique, via le phytoplancton<ref>{{Article|auteur1=V. R. Johnson|auteur2= C. Brownlee|auteur3= R. E. M. Rickaby|auteur4= M. Graziano|auteur5= M. Milazzo|auteur6= J. M. Hall-Spencer|date= 2013|titre= Responses of marine benthic microalgae to elevated {{CO2}}|périodique= Mar. Biol.|volume= 160|pages= 1813–1824}}.</ref>, pour induire une [[nécromasse]] riche en carbone sédimentant, qui est une dernière possibilité, mais les capacités maximales d'absorption naturelle de {{CO2}} par l'océan semblent souvent déjà atteintes.

==== Stockage minéral ====
{{Loupe|altération forcée}}
Le stockage sous forme stable et [[inertage|inertée]] (par exemple de [[carbonate]]s insolubles : réaction du {{CO2}} avec certains minéraux silicatés très réactifs tels que l'[[olivine]] ou la [[Serpentine (minéral)|serpentine]] présent dans les roches [[Basalte|basaltiques]] et [[mafique]]s et transformation en [[carbonate]] de magnésium ou de fer insoluble) est la solution évaluée la plus sûre et durable, mais pour le moment la plus coûteuse et techniquement non maîtrisée à grande échelle. Cette [[altération forcée]] est en particulier très coûteuse en énergie (selon le GIEC, en 2005). Avec les technologies actuelles, il faudrait augmenter de 60 à 180 % de la consommation de carburant des centrales thermiques, augmentation ne pouvant qu'être partiellement compensée par des technologies plus efficaces.

Des tests de minéralisation du {{CO2}} sous forme de carbonates sont effectués sur le site de la [[centrale géothermique de Hellisheiði]] ([[Islande]]) dans le cadre du projet [[CarbFix]]. Le {{CO2}} est injecté avec de l'eau à une profondeur comprise entre {{Unité|400 et 800 m}} (il faut {{unité|25|tonnes}} d'eau par tonne de {{CO2}} injecté) et réagit avec le calcium, le magnésium et le fer présents dans la roche pour former des carbonates. Plus de 95 % du {{CO2}} injecté est minéralisé au bout de deux ans<ref>''Sciences et Vie'', octobre 2016, N° 1189, pages 102-103.</ref>.

En 2023, une étude destinée à tester la faisabilité d'une séquestration à température ambiante du dioxyde de carbone dans des [[roche]]s broyées révèle qu'il n'y pratiquement pas de carbonatation mais qu'il y a bien une séquestration par [[adsorption]] sur les surfaces et aux interfaces entre les minéraux ([[Joint de grains|joints de grains]]). À la suite du [[broyage]] et de la [[Broyage mécanique|rupture mécanique]] de [[Liaison chimique|liaisons chimiques]] au sein des minéraux [[Concasseur|concassés]], de nouvelles surfaces chimiquement réactives sont formées. Des gaz, comme le {{CO2}}, peuvent alors se [[Sorption|sorber]] préférentiellement sur ces surfaces nouvelles activées et s'y fixer de façon plus ou moins stable. On peut ainsi stocker {{nombre|13,9 grammes}} de {{CO2}} par kilogramme de roche dans du [[granite]] et {{unité|15,5 g/kg}} dans du [[basalte]]. Cette séquestration pourrait devenir un sous-produit de la fabrication de matériaux de construction si les [[granulat]]s (ou agrégats) les composant peuvent être broyés sous atmosphère de {{CO2}} pur, ou fortement enrichie avec ce gaz<ref name="Grant2023">{{Article| langue=en| titre=A mineralogical carbon-capture method works—but not the way we thought| auteur1= Andrew Grant| périodique=[[Physics Today]]| date=26 mars 2023| doi=10.1063/PT.6.1.20230328a| accès doi=libre| consulté le=4 avril 2023}}.</ref>{{,}}<ref name="Stillings2023">{{Article| langue=en| titre=Mechanochemical processing of silicate rocks to trap {{CO2}}| auteur1=Mark Stillings| auteur2=Zoe K. Shipton| auteur3=Rebecca J. Lunn | périodique={{lien|Nature Sustainability}}| date=13 mars 2023| doi=10.1038/s41893-023-01083-y}}.</ref>.

==== Autres processus expérimentaux ====
* La capture et la réduction du {{CO2}} peuvent être réalisées par des micro-organismes cultivés en réacteur et le carbone stocké grâce à la biomasse produite (qui peut être éventuellement valorisée sous forme de [[Écomatériau|matériaux bio sourcés]], combustibles, produits chimiques, [[Bioplastique|bio plastiques]], [[Isolant thermique|isolants]]{{etc}}). L'échelle industrielle n'est pas encore atteinte, mais 29 micro-organismes ont été retenus sur environ {{formatnum:3000}} à Niederaussem (Allemagne) par une start-up de biotechnologies Brain AG, pour le compte de l'énergéticien [[RWE]]. Ces micro-organismes seraient les plus performants pour absorber de grandes quantités de {{CO2}}. Brain AG et RWE envisagent une commercialisation du procédé avant 2025<ref>{{Lien archive|horodatage archive= 20120707090839|url= http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/68766.htm|sous-titre= Des microorganismes mangeurs de {{CO2}} produisent de nouvelles ressources valorisables|titre= Bulletin électronique Allemagne 554|date= 2012-1-11|auteur= Édith Chezel|site= [[Agence pour la diffusion de l'information technologique]]}}.</ref>.
* La séquestration dans des solides (MOF ou [[Metal–organic framework]]) ou liquides synthétiques sophistiqués est nettement moins prometteuse et peu économique à très grande échelle. Le [[téréphtalate de chrome]] (ou « mil-101 ») a été considéré comme un candidat théorique. Il est testé en laboratoire ; le plus performant vers mi-2008 (il peut aussi stocker du méthane). Sous forme d'une poudre (verte) ; un mètre cube de ce produit peut absorber – à haute pression (50 bars) et à {{tmp|25|°C}} – environ {{unité|400|m|3}} de dioxyde de carbone (25 % de plus que les matériaux antérieurement disponibles)<ref>Langmuir, prépublication en ligne, 2008, reprise par le journal ''[[Pour la science]]'', juillet 2008.</ref>. Cependant les quantités considérables de chrome ou de métaux lourds à engager à très grande échelle dans de tels procédés, leur relative rareté (et donc leur coût) et leur grande toxicité constituent autant de handicaps techniques et financiers probablement insurmontables, sans parler du bilan énergétique total généralement négatif et des quantités de {{CO2}} prohibitives produites elles aussi par la synthèse de ces matériaux. Toutefois, des matériaux de synthèse à usage réversible peuvent s'avérer des outils industriels indispensables pour les opérations de séparation, de récupération et d'entreposage de courte durée du {{CO2}} dans les usines de capture.

== Risques et impacts environnementaux ==
Ils sont essentiellement sismiques ([[séisme induit]]) et liés aux risques de fuites durant la concentration et le transport puis le stockage à court, moyen ou long terme. Ces fuites peuvent affecter l'eau, l'air, les sols ou les nappes. Tous ces impacts sont environnementalement problématiques, mais encore difficiles à modéliser précisément faute de connaissance suffisante, notamment sur l'écologie des grands fonds et sur le fonctionnement écosystémique de l'océan mondial (en particulier sur les très nombreux [[virus]] marins qui « contrôlent » et limitent la croissance du plancton et les effets de la méthanisation).

* Les effets de l’augmentation du {{CO2}} sur la vie [[benthos|benthique]], bathypélagique et abyssalopélagique ou hadopélagique, en particulier de l'[[Acidification des océans|acidification]] sont encore peu étudiés. Peu de données concernent les capacités d'adaptation et de résilience des communautés vivantes à une fuite de {{CO2}}<ref>J.P Gattuso & al. (2015) ''Contrasting futures for ocean and society from different anthropogenic {{CO2}} emissions scenarios.'' Science 349, aac4722.</ref>{{,}}<ref>S. Widdicombe & al. (2015) Impact of sub-seabed {{CO2}} leakage on macrobenthic community structure and diversity. Int. J. Greenh. Gas Control. 38, 182–192.</ref>. Mais on sait que le {{CO2}}, au-delà de certains seuils, est à la fois un [[Asphyxie|asphyxiant]], un [[Eutrophisation|eutrophisant]] et un acidifiant (il forme avec l’eau de l'[[acide carbonique]] ({{fchim|H|2|CO|3}}). Il tuerait la plupart des formes de vies dans les zones où il serait massivement présent, dont dans les parties peu diluées du ''panache'' se formant au point de fuite). S’il diffusait en quantité ou durablement dans la [[colonne d'eau]], il y attaquerait aussi certaines formes de vie planctonique, les coraux et roches calcaires (qui sont un [[puits de carbone]]).
** Le {{CO2}} est un nutriment pour le phytoplancton, mais il sur-favorise le plancton non fixateur de calcium<ref>B.M Hopkinson, C.L Dupont, A.E Allen & F.M.M Morel (2011) ''Efficiency of the {{CO2}}-concentrating mechanism of diatoms''. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 3830–3837.</ref>, et le dopage de l'activité planctonique qu'il induit peut rapidement se traduire par des [[Zone morte|zones marines mortes]], une [[méthanisation]] accrue dans les sédiments et/ou la constitution d'[[Hydrate de méthane|hydrates de méthane]] dont le comportement en cas de réchauffement est encore inconnu, mais qui s'ils étaient brutalement relargués accéléreraient le [[réchauffement climatique]].
** Une étude intégrée et multidisciplinaire de 2018 a porté sur les impacts écologiques de fuites de {{CO2}} sur l'écosystème [[Benthos|benthique]] marin, à partir d'une [[méta-analyse]] d'études expérimentales<ref>ex : A. Lichtschlag, R.H James, H Stahl, D Connelly (2015) ''Effect of a controlled sub-seabed release of {{CO2}} on the biogeochemistry of shallow marine sediments, their pore waters, and the overlying water column''. Int. J. Greenh. Gas Control. 38, 80–92.</ref> et ''in situ''<ref name=ImpactFuiteCO2_2018/>. Elle montre qu'une fuite de {{CO2}} affecterait fortement les processus biogéochimiques, et la composition des communautés microbiennes et fauniques. La biodiversité de fonds marins naturellement ''ventilés'' par du {{CO2}} géologique est en effet bien plus faible que celle des sables non-exposés<ref name=ImpactFuiteCO2_2018/>. Des flux de {{CO2}} de 4 à 7 moles par {{m2}} et par heure ont entièrement dissous le [[carbonate]] sédimentaire, et une migration conjointe du fer et des silicates a induit une dystrophisation (explosion du microphytobenthos de +450 %) et des stocks sur pied (+300 %)<ref name=ImpactFuiteCO2_2018/>. Et en dépit d'une disponibilité alimentaire apparemment accrue, la biomasse faunique a chuté de −80 % alors que la diversité trophique diminuait aussi par rapport au site de référence. La structure des communautés bactériennes et ses aspects fonctionnels ont aussi été bouleversés (ex. : modification de la part des [[Hétérotrophie|hétérotrophes]] et effondrement de 90 % des sulfates microbiens)<ref name=ImpactFuiteCO2_2018/>. Ces modifications persistent tant que le taux de {{CO2}} ne redescend pas<ref name=ImpactFuiteCO2_2018>{{Article|auteur= Massimiliano Molari|et al.= oui|date= 2018-2-7|url= https://advances.sciencemag.org/content/4/2/eaao2040|titre= {{CO2}} leakage alters biogeochemical and ecological functions of submarine sands|périodique= Science Advances|volume= 4|numéro= 2|doi= 10.1126/sciadv.aao2040|langue= en}}.</ref>.

* La vie semble discrète et clairsemée dans les grands fonds, mais elle est localement densément présente (sur les cadavres de cétacés, autour des [[source chaude|sources chaudes]]), et de manière générale elle semble jouer un rôle majeur dans les processus de sédimentation et le [[cycle du carbone]].

* Le temps moyen de circulation de l’eau des grands fonds vers la surface est estimée à {{Unité|1600 ans}} environ, mais avec de grandes variations possibles selon les lieux, les courants et l’activité [[volcan]]ique sous-marine (l’effet d’un [[tsunami]] sous-marin sur un stockage en profondeur, ou d'un tremblement de terre sur les hydrates de méthane pourrait être important). Si du méthane gagnait brutalement et massivement la surface et l’atmosphère, il y accélérerait fortement le réchauffement, d’autant plus vite qu’il aurait au passage dégradé les puits biologiques océaniques de carbone (Cf Phénomène de [[zone morte]]).

== Coûts ==
En France, selon les évaluations de [[Gaz de France]] citées dans un rapport parlementaire de 2006, la capture est la partie la plus coûteuse de l'opération (de {{unité|40|à=60|€}} la tonne de {{CO2}}), le coût du transport étant de {{unité|2|à=20|€/t}} de {{CO2}}, et le stockage ne comptant que pour de {{unité|0,5|à=10|€/t}} de {{CO2}}, pour un total compris entre {{unité|43|et=90|€/t}} de {{CO2}}. L'Industrie des hydrocarbures estime elle-même que seuls environ 10 % des émissions mondiales pourraient faire l'objet d'un stockage à des coûts raisonnables (à partir des grandes sources d'émissions, situées à une relative proximité de sites potentiels de stockage)<ref name="Ba">{{Lien web|url=https://www.assemblee-nationale.fr/12/pdf/rap-off/i2965.pdf|site=[[Assemblée nationale (France)|Assemblée nationale]]|titre=Les nouvelles technologies de l'énergie et la séquestration du dioxyde de carbone : aspects scientifiques et techniques|auteur1=Christian Bataille|auteur2=Claude Birraux|date= 15 mars 2006|format=pdf|pages totales= 398|passage=20}}.</ref>.

Selon [[Antoine Frérot]] en 2014, alors PDG de [[Veolia]], la capture et séquestration du carbone représenteraient un surcoût de 30 à 40 % de l'électricité produite, ce qui n'aurait rien d'excessif en comparaison des surcoûts de l'éolien et du solaire ; pour financer les investissements nécessaires, une taxation du {{CO2}} d'au moins 40 €/tonne serait nécessaire, alors que le prix de marché se situait alors autour de {{Unité|7 à 8 €/t}}<ref>[https://www.lesechos.fr/monde/etats-unis/0203794661839-antoine-frerot-leurope-a-beaucoup-datouts-pour-developper-les-bonnes-solutions-1045374.php Antoine Frérot : « L'Europe a beaucoup d'atouts pour développer les bonnes solutions »], [[Les Échos]], 23 septembre 2014.</ref>.

Le {{date-|12 janvier 2015}}, quatre grands énergéticiens européens : le français [[Électricité de France|EDF]], l'allemand [[RWE]], le suédois [[Vattenfall]] et l'espagnol [[Naturgy|Gas Natural]] Fenosa se sont retirés du projet européen de développement des techniques de captage et de stockage du carbone (CCS) baptisé « plate-forme zéro émission » (ZEP), qui conseille la Commission européenne sur les techniques de captage et de stockage du carbone ; ils estiment qu'ils ne disposent pas actuellement du cadre économique nécessaire en Europe pour faire des CCS une technologie attractive pour l'investissement<ref>[https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/0204092256119-stockage-du-co2-les-energeticiens-se-retirent-dun-projet-europeen-1085028.php Stockage du {{CO2}} : les énergéticiens se retirent d’un projet européen], [[Les Échos]], 20 janvier 2015.</ref>.

Le rapport du ''Grantham Institute'' sur la capture et séquestration du carbone (CCS) dans l'Union européenne, publié en {{date-|juin 2015}}, relève que la plupart des scénarios de réduction des émissions de gaz à effet de serre donnent une place majeure à la CCS ; c'est en particulier le cas de l'Energy Roadmap 2050 publiée en 2011 par la Commission européenne ; or les efforts du secteur public et du secteur privé pour la promouvoir ont été très faibles, le principal obstacle étant le coût d'investissement : 18 à 35 milliards d'euros pour les 11 GW prévus par l'Energy Roadmap pour 2030 et 160 à 320 Mds € pour les 100 GW prévus en 2050. Le prix du carbone devrait atteindre 35 à 60 €/tonne de {{CO2}} pour rendre la CCS compétitive dans les centrales à charbon et 90 à 105 €/t{{CO2}} pour les centrales à gaz naturel ; un système de prix garantis semblable à celui en vigueur pour les énergies renouvelables pourrait rendre la CCS compétitive à partir de 140 €/MWh pour le charbon et 190 €/MWh vers 2020, prix qui pourraient descendre à 110 €/MWh vers 2030 ; en comparaison, le gouvernement britannique garantit 190 €/MWh aux [[éoliennes en mer]] en 2014/2015<ref>{{en}} {{pdf}} [http://sciences.blogs.liberation.fr/files/rapport-grantham-csco2.pdf Bridging the gap : improving the economic and policy framework for carbon capture and storage in the European Union], Sciences blog, juin 2015.</ref>.

Lancé en 2019, le projet européen 3D rassemblant 11 partenaires sous la direction de l'[[IFP Énergies nouvelles|IFPEN]] doit valider en démonstration l'usage d'un nouveau [[solvant]] permettant de faire baisser le coût de la capture à moins de {{euro|30}} la tonne<ref>{{lien web|url=https://www.environnement-magazine.fr/pollutions/article/2019/05/28/124583/pilote-captage-co2-origine-industrielle-est-lance-dunkerque|site=environnement-magazine.fr|titre=Un pilote de captage de {{CO2}} d'origine industrielle est lancé à Dunkerque|auteur=E.G|date=28 mai 2019|consulté le=30 mai 2019}}.</ref>.

== Scénarios de l'Agence internationale de l'énergie ==
Dans le scénario « 2DS » de l'[[Agence internationale de l'énergie]] publié en 2015 dont l'objectif est de limiter à {{tmp|2|°C}} le réchauffement climatique d'ici 2050, la capture et séquestration du carbone (CCS) contribue pour 13 % à la réduction cumulée des émissions de {{CO2}} nécessaire pour atteindre cet objectif. Ceci représenterait la capture et le stockage d'environ {{unité|6|milliards}} de tonnes de {{CO2}} par an en 2050, soit près du triple des émissions du secteur énergétique indien en 2015. La moitié de ces captures serait le fait des secteurs industriels, où contrairement au secteur électrique il n'existe pas ou peu de solutions alternatives pour réduire les émissions. Les centrales à charbon équipées de CCS pourraient être compétitives par rapport aux centrales à gaz en Asie vers 2030<ref>{{en}} [http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/CarbonCaptureandStorageThesolutionfordeepemissionsreductions.pdf Carbon Capture and Storage: The solution for deep emissions reductions], [[Agence internationale de l'énergie]], 2015.</ref>.

Selon le scénario « technologies propres » (CTS) de l'Agence internationale de l'énergie (2019), pour atteindre les engagements climatiques et énergétiques de l'[[Accord de Paris sur le climat]],  il faudrait stocker dans le monde {{unité|107 Gt}} {{CO2}} (gigatonnes de dioxyde de carbone) entre 2015 et 2060<ref>{{en}} [[Agence internationale de l'énergie]] [https://webstore.iea.org/exploring-clean-energy-pathways'' Exploring Clean Energy Pathways ; The Role of {{CO2}} Storage ; Exploring Clean Energy Pathways''], 22 juillet 2019.</ref>.

== Autres solutions de séquestration artificielle ==
Il a été proposé d'injecter dans les fonds océaniques une grande quantité de biomasse végétale dans les zones où des courants plongent vers les grands fonds, par exemple face à l'estuaire du Mississippi, au golfe du Mexique ou au Nil, mais on trouve déjà des [[Zone morte|zones mortes]] sur ces sites et le risque de conséquences écologiques inattendues est très important.

Des méthodes utilisant la [[catalyse]] ou inspirées des processus biochimiques naturels sont à l'étude, dont celui dit de la [[Combustion chimique|boucle chimique]]<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=IFPEN {{!}} Captage du CO2 : mieux comprendre le Chemical Looping Combustion (CLC) |url=https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/article/captage-du-co2-mieux-comprendre-chemical-looping-combustion-clc |site=IFPEN |consulté le=2023-05-17}}</ref>.

== En France ==
Selon le [[Centre interprofessionnel technique d'études de la pollution atmosphérique]] (CITEPA) 2015 (p. 238), en 2013, 59 millions de tonnes de {{CO2}} ont été séquestrées dans les écosystèmes forestiers (sous forme de lignine et cellulose d'arbre principalement) notamment grâce à l'extension des surfaces forestières inventoriées (qui représentent 95 % des surfaces forestières de métropole)<ref name=CGDD2016Efese/>. Ce chiffre ne tient pas compte des variations de carbone des stocks de [[bois mort]] et des sols forestiers (qui auraient pu atteindre 27 millions de tonnes de {{CO2}} en 2013). Ainsi la forêt de Métropole aurait pu ''absorber'' 86 millions de tonnes de {{CO2}} (environ 17 % des émissions françaises de {{CO2}} de 2013<ref>hors secteur [[Utilisation des terres, changement d'affectation des terres et foresterie|UTCATF]].</ref>).

En [[Guyane]], la forêt séquestrerait actuellement peu de carbone (car proche de son équilibre) mais les mangroves et les herbiers des collectivités d'outre-mer pourraient absorber 2,5 millions de tonnes de {{CO2}} (en [[Nouvelle-Calédonie]] surtout)<ref name=CGDD2016Efese> CGDD (Commissariat général au développement durable) [http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/EFESE-RI_v20161216.pdf « Rapport intermédiaire de l'évaluation française des écosystèmes et des services écosystémiques »] (Efese), publié mi-décembre 2016.</ref>.

== Notes et références ==
{{Références}}

== Voir aussi ==
=== Bibliographie ===
* {{Ouvrage|auteur1=INRA|titre=Stocker du carbone dans les sols agricoles de France ?|éditeur=|nature ouvrage=Expertise scientifique collective – rapport d’expertise sur demande du ministère de l’écologie et du développement durable|année=2002|mois=octobre|isbn=}}
* {{Ouvrage|auteur1=[[Alterre Bourgogne-Franche-Comté|Alterre Bourgogne]]|titre=Stockage naturel du carbone : état des lieux des connaissances et estimations régionales|éditeur=|année=2008|mois=octobre|isbn=}}
* Lal R. (2018) ''Management of Carbon Sequestration in Soil'': 0. CRC Press, 473 p., eBook {{ISBN|9781351082709}}
* {{Article| titre=Séquestration du {{CO2}}| sous-titre=La piste d'Oman| auteur1=Douglas Fox| périodique=[[Pour la science]]| numéro=531| date=janvier 2022| pages=64-73}}
* {{Article| langue=en| titre=Recent advances in carbon dioxide geological storage, experimental procedures, influencing parameters, and future outlook| auteur1=Muhammad Ali| auteur2=Nilesh Kumar Jha| auteur3=Nilanjan Pala| auteur4=Alireza Keshavarz| auteur5=Hussein Hoteit| auteur6=Mohammad Sarmadivaleh| périodique={{lien|Earth-Science Reviews}}| volume=225| numéro article=103895| date=février 2022| doi=10.1016/j.earscirev.2021.103895| lire en ligne=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825221003962?dgcid=raven_sd_via_email| accès url=libre| consulté le=23 janvier 2022}}

=== Articles connexes ===
{{colonnes|taille=24|
* [[Effet de serre]]
* [[Puits de carbone]]
* [[Séquestration géologique du dioxyde de carbone]]
* [[Captage et valorisation du dioxyde de carbone]]
* [[Snøhvit]]
* [[Pompe biologique]]
* [[Géoingénierie]]
* [[Neutralité carbone]]
* [[4p1000]]}}

=== Présentation ===
* Jean-François Soussana & al (2016) [http://www.rittmo.com/IMG/pdf/3-presentation_inra_17_06_16.pdf Séquestration de carbone dans le sol : les enjeux du ‘4/1000’ ] ; INRA, aux rencontres professionnelles de RITMO, PDF, 25 pages

{{Palette|Changement climatique et énergie|Gestion des déchets}}
{{Portail|énergie|climat|réchauffement climatique}}

[[Catégorie:Effet de serre]]
[[Catégorie:Stockage]]
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