Vol 10 - Les possibles de la décarbonation de l’industrie : au-delà du progrès technique

Technologie et innovation

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La question du réchauffement climatique constitue en ce début de 21e siècle un sujet de première importance tant sur les plans économique et social que politique et forcément écologique. Pour réduire les émissions de CO2 ou décarbonation est l’objectif à atteindre pour les 20 ou 30 années à venir, via la neutralité carbone. Deux grandes options sont affichées pour atteindre cet objectif. La première s’inscrit dans une espèce de fuite en avant, en privilégiant l’innovation technique. La seconde met au contraire l’accent sur la sobriété énergétique et la redéfinition des besoins sociaux en soutenant un nouveau modèle socioéconomique.

Cet article reprend, sous l’angle de la décarbonation, la recherche que nous avons menée dans l’ouvrage : Transition écologique et mutation technologique, ISTE Volume 42, London 2024. L’article met en évidence et décrit les trois grandes voies de la décarbonation qui correspondent à trois problématiques de la transition écologique : celle de la décarbonation corrective par captation et stockage du CO2 émis, à système technico-économique inchangé, une décarbonation fondée sur une problématique de transition écologique, centrée sur une mutation technologique, substitution de technologies décarbonées à des technologies carbonées, principalement technologies de combustion. Enfin, devant la difficulté d’atteindre un niveau de décarbonation satisfaisant c’est une troisième problématique de transition écologique de recomposition de nos modes de production, de consommation et de transports essentiellement fondés sur des modes de décarbonation, fondés sur la sobriété et la diminution du niveau d’activité qui se met en place. L’importance de l’enjeu de la décarbonation feront que ces trois systèmes de décarbonation continueront à fonctionner en synergie.

Deux spécialistes de la décarbonation ont été interrogés en février 2024 afin de connaitre leur analyse des transformations techniques et industrielles actuelles et à venir de la décarbonation. Quelle est la stratégie des grands groupes industriels français en la matière ? Les technologies développées à l’heure actuelle sont-elles fiables ? La décarbonation suppose l’électrification des procédés industriels. Mais, comment produire de l’électricité « verte », puisque pour produire de l’énergie, il faut de l’énergie. Quelles sont les technologies utilisées actuellement et en devenir ? Peut-on décarboner l’industrie, sans remettre en question le modèle industriel qui s’est progressivement construit depuis la révolution industrielle ?

Longtemps considérée comme une folie d’apprentis sorciers, la géo-ingénierie, qui renvoie à l’ensemble des projets d’intervention technique et à grande échelle sur le système climatique, a progressivement gagné en crédibilité au fil des dernières années, et commence à être sérieusement envisagée dans les débats internationaux sur le climat. Dans ce papier, nous nous proposons d’analyser le processus de normalisation de la géo-ingénierie dans les arènes de discussions internationales. Ce processus part de l’intégration, au prisme classique de la décarbonation, d’une logique de compensation : l’on distingue maintenant, dans les accords sur le climat, la réduction facultative des émissions qui peuvent être « atténuées », c’est-à-dire capturées par le recours à des techniques de capture du carbone, de la réduction obligatoire des émissions qui ne peuvent pas l’être. Or cette logique de compensation a tout à la fois pour effet de normaliser les CC(U)S et la géo-ingénierie du carbone et de rendre optionnelles une partie des mesures de décarbonation. La question que nous nous poserons dans ce papier est de savoir dans quelle mesure tout cela pointe vers un nouvel horizon : la normalisation de la perspective d’un dépassement du seuil fixé par l’Accord de Paris, mais aussi de la géo-ingénierie solaire, entendue comme un moyen de compenser, sur le plan thermique cette fois, la mise en échec ou, a minima, le report des mesures de décarbonation. Il s’agira, en somme, d’étudier le passage d’une économie de la promesse à celle de la dette.

For several decades, exponential growth in the use of fossil carbon has created drastic climate disturbances. To mitigate climate change, all uses of virgin fossil carbon must, urgently, be phased out. Many transport sources and industrial processes can easily be electrified and should be where possible. But some sectors like chemical, materials (e.g. lime and steel), aviation and maritime transport will continue to use carbon and the virgin fossil used today will need to be substituted to meet climate neutrality targets. Using CO2 to replace fossil carbon in sectors that will still need hydrocarbons is a key solution to « defossilise » our economy. The concept of Carbon Capture and Utilisation (CCU) is a broad term that covers processes that capture CO2 from flue and process gases or directly from the air and convert it into a variety of products such as fuels, chemicals, and materials. No precise global estimate of the potential mitigation role of CCU technologies exists to date, because of uncertainties in renewable electricity cost scenarios and the low granularity of models that simulate different CCU options. However, CCU technologies have the potential to play a significant role in the mitigation of climate change as described in the latest report of the Working Group 3 of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

Cet article aborde la question de la décarbonation en témoignant de la démarche suivie depuis une quarantaine d’année, en particulier dans la sidérurgie : une longue trajectoire, traversée de crises et de périodes d’intense créativité, qui semble maintenant se traduire en actes industriels, même si la vrai "zéro net" ne sera atteint qu’en 2050, si la démarche en cours ne rencontre pas trop d’obstacles. On s’interroge aussi sur le rôle respectif des grandes organisations, comme les états ou l’AIE, et celui des individus : les rôles des deux types d’acteurs sont intimement intriqués. On rappelle aussi que décarbonation doit aller de pair avec la préservation de la biodiversité ou la maîtrise de la pollution de l’air, mais aussi avec des questions plus sociétales et politiques comme les migrations et les inégalités. Enfin, on propose de prendre en compte l’agentivité de tous les êtres vivants et des objets inanimés pour aborder ces questions dans toute leur complexité.

Mise en service en plein reconstruction d’après-guerre, Emile Huchet a été l’une des principales centrales à charbon de France et a été constamment modernisée jusque dans les années 1990. A la fin de l’exploitation du charbon mosellan (2004), l’activité du site connaît une nouvelle bifurcation entre privatisation, déterritorialisation et diversification vers le gaz, avant d’être percutée par l’accélération de la transition énergétique du mix électrique français et l’annonce de la fermeture des dernières centrales charbon du pays (2017). Un dispositif public est, depuis lors, chargé d’accompagner les salariés impactés et l’émergence de nouvelles activités industrielles de substitution caractérisées par un même critère de réduction des émissions industrielles de gaz à effet de serre. Cette stratégie de « réindustrialisation décarbonée » érige donc la décarbonation d’Emile Huchet en levier de (re)conversion industrielle du site et de redéveloppement, plus globale, du bassin houiller lorrain. L’étude de la trajectoire de la centrale Emile Huchet offre donc une occasion privilégiée de réinscrire ce nouveau cycle de relance par la décarbonation dans la longue reconfiguration des dynamiques structurantes de reconversion en contexte territorial post-minier/industriel et d’identifier la nature des blocages qui se posent aujourd’hui à la mise en oeuvre de ces objectifs connexes de décarbonation et de (re)conversion industrielles.

Cet article abordera l’analyse du procédé industriel décarboné (PID) en adoptant un style technologique systémique. Le PID sera considéré comme un système artificiel interagissant avec le système naturel (géosphère), social (sociosphère) et technique (technosphère). Il peut être conçu selon les règles de l’ingénierie système durable (ISD). L’ISD propose des concepts, des procédures, des modèles pour contextualiser le PID étudié, en formuler les éco-exigences, en architecturer les fonctions de sorte à les rendre éco-harmonieuses et jalonner des pistes d’invention. Une illustration de cette approche systémique sera donnée dans le cas d’un procédé industriel carboné à fort impact : la clinkérisation. Notre proposition présentera toutefois d’importantes limites. Nous ne bénéficions pas de retours d’expérience sur la mise en oeuvre des PID en cimenterie et notre approche est centrée sur l’ingénieur alors que l’ISD ne peut se passer de contributions des sciences de la nature et des sciences humaines et sociales.