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Thèse de Sybille Duval-Dachary: « Evaluation du potentiel d'émissions négatives des technologies d'utilisation du CO2 » 

La température moyenne mondiale a déjà augmenté de plus de 1°C. En cause ? La hausse de la concentration en gaz à effets de serre, dont le CO2, dans l’atmosphère due aux activités humaines. Pour limiter l’augmentation future, les technologies appelées CCUNET, combinant utilisation du CO2 et émissions négatives1 (Figure 1), sont pleines de promesses : capter, transformer puis stocker du CO2 provenant de l’atmosphère permettrait de diminuer non seulement la concentration atmosphérique en CO2, mais aussi l’extraction de ressources fossiles. 

1 Pratiques ou technologies qui permettent d’éliminer ou de stocker de manière permanente le CO2 présent dans l’atmosphère

Figure 1: Exemple de système CCUNET (BECCS : Bioénergies avec capture et stockage du CO2, Biochar : résidu solide obtenu par pyrolyse de la biomasse) 

Cependant, le bénéfice environnemental des technologies CCUNET n’est pas automatiquement assuré, et il doit être vérifié en utilisant l’analyse du cycle de vie (ACV). Bien que mature et applicable à de nombreux systèmes, l’ACV reste une méthode en développement pour tendre vers des résultats toujours plus fiables et pertinents. En particulier, trois défis méthodologiques de l’ACV pour les systèmes CCUNET ont été identifiés et étudiés dans cette thèse : 

•    La disponibilité des données d’inventaire : Une revue de la littérature scientifique récente sur l’ACV des bioénergies avec capture et stockage de CO2 (35 articles) [1] a permis de compiler des inventaires génériques pour la combustion et la gazéification de la biomasse, la capture de CO2 par solvant amine, son transport par pipeline et son stockage souterrain, enrichissant ainsi les inventaires génériques disponibles.

•    La pertinence des recommandations existantes pour l’évaluation des émissions négatives : à travers un cas d’étude, les différentes recommandations existantes ont été comparées, et leur applicabilité a été vérifiée. Cette étude a notamment montré que l'allocation, une méthode pourtant précédemment identifiée comme fiable pour l'évaluation d'émissions, peut conduire à attribuer des scores négatifs (fixation de CO2) à des produits au sein de systèmes où, globalement, les émissions restent positives. Ce biais peut induire des décisions défavorables en termes de bilan carbone global, car une augmentation du volume de production d’un produit à émissions « pseudo-négatives » n'entraînera pas une diminution de CO2 dans l'atmosphère, au contraire [2].

•    La prise en compte de la dimension temporelle : à travers un autre cas d’étude, une ACV dynamique a été réalisée, à la fois dans le but de tester et d’améliorer l’outil existant et d’évaluer la contribution de la dimension temporelle à la qualité des résultats. Cet exercice a montré que, malgré l'effort supplémentaire pour réaliser une ACV dynamique, celle-ci ne conduit pas nécessairement à des résultats très différents de ceux de l'ACV statique [3]. Une méthode a donc été proposée (illustrée par la Figure 2) pour permettre aux praticiens de l'ACV d’identifier, à l’aide d’informations simplifiées, les flux pour lesquels l’ajout de ces données temporelles est crucial [4].
 

Figure 2 : Illustration de la méthode proposée pour permettre aux praticiens de l'ACV d’identifier, à l’aide d’informations simplifiées, si réaliser une ACV dynamique est nécessaire. 
TH : horizon temporel, 
GHG : gaz à effet de serre,  
I_dyn/I_sta   : ratio entre l’impact calculé avec une approche dynamique (I_dyn) et l’impact calculé avec une approche statique (I_sta)

En résumé, cette thèse a apporté plusieurs contributions méthodologiques et pratiques pour améliorer et faciliter l'évaluation des systèmes CCUNET par l’ACV. Traduire les recommandations proposées dans le cadre spécifique de la comptabilité carbone en constituerait une suite logique. 

Références :

  1. Duval-Dachary S., Beauchet S., Lorne D., Salou T., Helias A., Pastor A. (2023) Life cycle assessment of bioenergy with carbon capture and storage systems: Critical review of life cycle inventories. Renewable and Sustainable Energy Reviews 183:113415. 
    >> DOI :  https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113415
       
  2. Duval-Dachary S., Lorne D., Beauchet S., Salou T., Hélias A. (2025) Life cycle assessment of carbon capture and utilisation as a negative emission technology: recommendations and case study. International Journal of Life Cycle Assessment 30, 66-78. 
    >> DOI :  https://doi.org/10.1007/s11367-024-02388-6
          
  3. Duval-Dachary S., Lorne D.,  Batôt G., Helias A, (2025) Facilitating dynamic life cycle assessment for climate change mitigation. Sustainable Production and Consumption 51, 159-168. 
    >> DOI : https://doi.org/10.1016/j.spc.2024.09.017
     
  4. Duval-Dachary S., Beauchet S., Lorne D., Salou T and Helias A., Result variations due to dynamic life cycle assessment compared to result variations due to sensitivity analysis on static inventory data (2024) SETAC Europe 34th annual meeting (Seville, Spain)

     

Contact scientifique : Sibylle Duval-Dachary

>> NUMÉRO 59 DE SCIENCE@IFPEN