Le Direct Air Capture, DAC, est une technologie qui aspire le CO2 directement depuis l'atmosphère, sans cheminée industrielle. C'est sa différence majeure avec le captage classique post-combustion. L'air contient environ 420 ppm de CO2 : une concentration très faible, ce qui rend l'opération physiquement coûteuse mais applicable partout. Je l'ai découvert en détail lors d'une conférence en Islande : le contraste était saisissant entre la simplicité du concept (souffler de l'air sur une résine adsorbante) et la complexité énergétique réelle de l'opération.
Deux familles technologiques#
Adsorption sur solide (Solid DAC)#
Dans ce procédé, de l'air est soufflé sur des matériaux solides, généralement des résines aminées ou des zéolithes, qui fixent le CO2 par liaison chimique réversible. Une fois saturé, le matériau est chauffé (entre 80 et 120 °C selon la formulation) pour libérer le CO2 sous forme concentrée, avant d'être régénéré pour un nouveau cycle.
C'est la technologie employée par Climeworks. Leur installation Mammoth, inaugurée en Islande en 2024, utilise des modules empilables en forme de conteneurs. Chaque module fait circuler de l'air à travers des filtres solides, puis régénère ces filtres grâce à la chaleur géothermique locale. Capacité nominale : 36 000 tonnes de CO2 par an, le plus grand site de capture atmosphérique en service à ce jour.
Absorption sur liquide (Liquid DAC)#
Ici, l'air passe en contact avec une solution liquide, hydroxyde de potassium (KOH) ou hydroxyde de calcium (Ca(OH)₂), qui absorbe le CO2 et forme des carbonates. La solution chargée est ensuite traitée dans un calcinateur à haute température (autour de 900 °C) pour régénérer le solvant et récupérer le CO2.
Cette approche, développée notamment par Carbon Engineering (rachetée par Occidental Petroleum), nécessite des températures bien plus élevées que le solide, ce qui implique une consommation énergétique plus importante. Elle est en revanche plus adaptée à une montée en capacité industrielle massive.
Les projets pilotes de référence#
Climeworks Orca et Mammoth : Islande#
Le site Orca (2021) était la première installation commerciale DAC au monde : 4 000 tonnes par an. Mammoth (2024) multiplie la capacité par neuf et atteint 36 000 tonnes. Le CO2 capté est injecté en profondeur dans la roche basaltique islandaise, où il se minéralise en quelques années grâce au procédé Carbfix. L'avantage géographique est réel : la géothermie islandaise fournit chaleur et électricité bas carbone à coût compétitif.
Climeworks a annoncé en 2025 sa technologie de troisième génération, qui double la capacité par module tout en divisant par deux la consommation énergétique. La construction du premier site Gen 3, Project Cypress en Louisiane, est prévue pour 2026.
1PointFive Stratos : Texas, États-Unis#
Stratos est l'installation DAC la plus ambitieuse à ce jour en termes de capacité planifiée. Portée par 1PointFive, filiale d'Occidental Petroleum, et cofinancée par BlackRock (550 millions de dollars), elle vise 500 000 tonnes de CO2 par an à pleine capacité. Coût total du projet : 1,3 milliard de dollars. Les deux premiers trains de production ont été complétés fin 2024, avec une montée en puissance progressive vers 2026.
Le CO2 capté est en partie utilisé pour la récupération assistée de pétrole (EOR), ce qui alimente un débat sur la cohérence climatique réelle de l'opération.
Coûts actuels et trajectoire#
Le coût du DAC est aujourd'hui le frein principal, et honnêtement, je ne suis pas certain que ces projections optimistes se réaliseront. Les estimations varient selon les technologies et les sources d'énergie :
- Climeworks Mammoth : environ 600 $/tonne CO2 en conditions opérationnelles réelles
- Stratos (1PointFive) : estimé entre 400 et 500 $/tonne
- Fourchette industrielle large : 400 à 1 500 $/tonne selon le stade de maturité
À titre de comparaison, le prix moyen du carbone sur les marchés volontaires oscille entre 5 et 50 $/tonne. (Quand j'enseigne ce contraste, je dis à mes étudiants : voilà le mécanisme qui piège l'innovation climatique, l'écart de prix est si grand qu'aucun marché ne peut l'absorber naturellement, on dépend entièrement de la volonté politique et des subventions.) La crédibilité économique du DAC repose donc entièrement sur une réduction drastique des coûts par effet d'échelle et amélioration technologique.
Les projections institutionnelles (IEA, IPCC) tablent sur 150 à 300 $/tonne d'ici 2030 pour les projets à grande échelle, à condition que la demande réelle se matérialise. À l'horizon 2050, des coûts autour de 100 $/tonne sont évoqués dans les scénarios optimistes.
Capacité mondiale actuelle#
En 2025, l'ensemble des installations DAC opérationnelles dans le monde capturent environ 0,05 à 0,1 million de tonnes de CO2 par an. À l'échelle des 37 milliards de tonnes émises annuellement par l'activité humaine, cela représente moins de 0,0003 % des émissions globales.
Le fossé est donc abyssal. Le scénario Net Zero 2050 de l'AIE suppose que le DAC atteigne 1 milliard de tonnes de capacité annuelle d'ici 2050. Cela implique une croissance de plusieurs ordres de grandeur en 25 ans, un rythme qui n'a pas d'équivalent dans l'histoire industrielle récente.
DAC versus solutions fondées sur la nature#
Le débat entre DAC technologique et puits de carbone naturels est structurant dans les discussions sur la neutralité carbone.
Les solutions fondées sur la nature, reboisement, restauration des tourbières, prairies permanentes, présentent plusieurs avantages : coût souvent inférieur à 50 $/tonne, co-bénéfices importants pour la biodiversité, mise en œuvre possible dès aujourd'hui à grande échelle. Mais elles ont aussi des limites sérieuses : réversibilité (un incendie libère le carbone stocké), saturation des puits au-delà d'un certain seuil, et concurrence avec les usages agricoles des terres.
Le DAC, lui, offre une permanence plus solide : le CO2 minéralisé dans la roche basaltique islandaise ou stocké en aquifère salin profond est soustrait de l'atmosphère pour des millénaires. Il ne dépend pas non plus du foncier agricole. Mais son empreinte énergétique est massive : capturer une tonne de CO2 par adsorption solide consomme aujourd'hui entre 1 500 et 2 500 kWh d'énergie, dont une part significative en chaleur. Si cette énergie vient de sources fossiles, le bilan devient contre-productif.
La position de consensus scientifique, notamment dans les rapports du GIEC, est que les deux approches sont nécessaires et complémentaires. Les solutions naturelles pour les prochaines décennies, le DAC pour les émissions résiduelles incompressibles après 2040-2050.
Limites et angles morts#
Quelques points critiques méritent d'être nommés clairement :
- Consommation d'eau : le procédé liquide consomme plusieurs tonnes d'eau par tonne de CO2 capté. Dans des régions comme l'ouest du Texas, c'est une contrainte réelle.
- Énergie bas carbone obligatoire : sans électricité et chaleur renouvelables, le bilan net peut être nul voire négatif. La localisation géographique est donc stratégique.
- Risque de verrouillage : financer massivement le DAC peut inciter à retarder la décarbonation à la source. C'est la critique principale des organisations comme Oil Change International.
- Permanence variable : l'utilisation du CO2 en EOR (récupération pétrolière) ne constitue pas un stockage pérenne.
- Passage à l'échelle incertain : les projections optimistes de coût supposent des volumes industriels qui n'existent pas encore. C'est un pari sur la courbe d'apprentissage.
Perspectives à l'horizon 2030-2050#
Le DAC entre dans une phase d'industrialisation réelle, avec des dizaines de projets en développement en Europe, aux États-Unis et au Canada. Le soutien politique est significatif : le Department of Energy américain a alloué 3,5 milliards de dollars aux Regional DAC Hubs, dont les projets Cypress et South Texas.
Pour 2030, l'objectif crédible se situe autour de 10 à 20 millions de tonnes de capacité mondiale, soit une multiplication par 200 de l'existant. Ambitieux, mais techniquement faisable si les investissements se maintiennent et les coûts baissent comme prévu.
À 2050, le DAC fait partie de la quasi-totalité des trajectoires compatibles avec un réchauffement inférieur à 1,5 °C. Il ne remplace pas la réduction des émissions, il complète les options de compensation résiduelle lorsque les émissions à la source ne peuvent plus être évitées.
Pour aller plus loin, consultez les articles sur le cycle du carbone et l'effet de serre.
