Qu'est-ce qu'un puits de carbone ?

Les puits de carbone, le cycle du carbone et les sources de carbone : des notions à distinguer

Le carbone est essentiel à toute vie sur terre. Il circule naturellement dans le cadre d’un grand nombre de processus : dissolution du dioxyde de carbone (CO2) dans les océans, absorption du CO2 par les plantes lors de la photosynthèse, libération de CO2 lors de la respiration ou encore, absorption par les animaux des hydrates de carbone stockés dans les plantes.

Le cycle du carbone s'inscrit dans le cadre du mouvement constant du carbone qui est contenu dans la terre et dans l’eau et qui va vers l’atmosphère et les organismes vivants.

Les processus qui ajoutent du carbone dans l’atmosphère sont appelés des sources de carbone. Elles représentent une zone ou un écosystème qui rejette davantage de dioxyde de carbone qu’il (elle) n’en absorbe. C'est le cas de la combustion d'énergies fossiles ou des éruptions volcaniques libérant du dioxyde de carbone dans l’atmosphère, par exemple. De plus, tout processus utilisant des combustibles fossiles libère une grande quantité de carbone dans l’atmosphère. C'est le cas de la combustion du charbon pour produire de l’électricité, par exemple.

Dans son combat contre les changements climatiques, l’être humain tente donc de contrer les effets du réchauffement planétaire par le biais de mesures d’atténuation et d’adaptation. La nature contribue elle-aussi à empêcher la température moyenne de la planète d’augmenter. Les processus absorbant et emmagasinant le CO2 de l’atmosphère constituent ainsi des puits de carbone qui permettent de réduire sa concentration dans l’air. Ils peuvent être artificiels - technologies et produits chimiques. On trouve aussi des puits de carbone naturels - océans ou mangroves. Ces deux types de puits fonctionnent comme des sortes d’éponges qui absorbent les composés carbonés tels que le dioxyde de carbone.

Les forêts considérées comme des puits naturels

Dans les forêts, la séquestration du carbone se réalise à travers le processus de la photosynthèse. Dans des conditions normales, une absorption nette de CO2 et une libération nette d’oxygène seront rendues possibles grâce aux plantes. La majeure partie du carbone forestier se trouve dans la biomasse vivante ainsi que dans la matière organique du sol, grâce au bois mort et à la litière.

Les forêts peuvent agir comme des sources ou des puits de carbone :

Elles constituent une source de carbone, si elles libèrent davantage de carbone qu’elles n’en absorbent.
Elles deviennent un puits de carbone, si elles absorbent plus de carbone dans l’atmosphère qu’elles n’en rejettent. La photosynthèse dépose le carbone dans la biomasse forestière : branches, racines et feuilles, troncs, ou matières organiques mortes telles que la litière et le bois mort, ou même les sols. Un tel processus d’absorption et de dépôt de carbone entraîne le stockage de celui-ci. En fonction du solde net de l’ensemble de ces échanges de carbone, un écosystème peut constituer soit une source, soit un puits de carbone.

Les forêts peuvent aussi représenter des réservoirs à carbone ou des puits à dioxyde de carbone lorsqu’elles augmentent en densité ou en superficie. À ce titre, la planète compte trois grandes forêts tropicales humides : en Amazonie, dans le bassin du Congo et en Asie du Sud-Est. Celles-ci séquestrent davantage de carbone issue de l’atmosphère que les forêts tempérées ou boréales. La forêt tropicale congolaise séquestre par exemple 600 millions de tonnes de dioxyde de carbone de plus qu’elle n’en émet - ce qui représente environ un tiers des émissions de CO2 générées par l’ensemble des transports aux États-Unis. À l’heure actuelle, le bassin de l’Amazonie constitue encore un puits de carbone net. Toutefois, le rythme actuel de déforestation menace de le transformer en une source nette. Grâce la conversion photosynthétique - sous forme d’amidon, de cellulose, de lignine et de biomasse ligneuse, les forêts tempérées absorbent chaque année entre 10 et 20 tonnes de dioxyde de carbone par hectare. Quant aux océans, ils absorbent jusqu’à 50 % du CO2.. Ils constituent les puits de carbone les plus importants.

Des écosystèmes à préserver afin d’atténuer les effets du changement climatique

Le fait de préserver les puits de carbone implique de tenir des écosystèmes afin de considérer la complexité de chaque contexte. En effet, en fonction de la façon dont est géré un projet, une forêt peut constituer soit une source, soit un puits de carbone. Les mesures de gestion peuvent par exemple influer sur la séquestration du carbone : en stimulant des processus spécifiques ou en atténuant les effets des facteurs négatifs.
Par ailleurs, une proportion estimée à 27 % du puits net de carbone forestier mondial se situe dans des « zones protégées ». Dès lors, la reconnaissance des communautés locales comme propriétaires de leurs terres - en particulier des peuples indigènes, et le respect de leurs droits, doivent permettre aussi de protéger les écosystèmes existants. En effet, cette protection doit aussi contribuer à accroître le niveau de carbone emmagasiné. Les zones protégées et les réserves indigènes peuvent ainsi être associées à des politiques de surveillance et de gouvernance afin de tenir compte de leurs savoirs et agir d'une façon appropriée sur les écosystèmes.

Les puits de carbone se situent ainsi dans des écosystèmes naturels. Ils peuvent aussi résulter de diverses techniques.

Des puits de carbone naturels

Le piégeage du carbone terrestre représente le cycle dans lequel les arbres et les plantes absorbent le CO2 de l'atmosphère par la photosynthèse et le stockent sous forme de carbone dans les sols et la biomasse (troncs, branches, feuillage et racines des arbres).

Certains projets contribuent ainsi à augmenter la séquestration du carbone. C'est le cas par exemple de :

Le boisement ou la restauration des fourrés et forêts subtropicales peuvent être encouragés. Les approches en matière de gestion doivent garantir le potentiel de stockage du carbone des écosystèmes côtiers et des océans grâce à des zones tampons permettant la migration des puits de carbone côtiers vers l'intérieur des terres, la réhabilitation des écosystèmes, la protection des zones marines, l'aménagement des espaces marins, les approches de gestion de la pêche par zone et le développement côtier réglementé, par exemple. La restauration et la gestion des prairies sont aussi particulièrement efficaces. Elles présentent des avantages substantiels en termes de moyens de subsistance ruraux et d'infrastructures écologiques. En outre, la planification et la réglementation encouragent la réduction de la déforestation et des émissions liées à la déforestation (REDD+).
La production et l'application de biochar peuvent contribuer à créer un matériau riche en carbone qui peut être mélangé aux sols pour augmenter le carbone du sol. Il s'agit d'un matériau solide ressemblant à du charbon de bois, issu de la carbonisation (conversion thermochimique) de la biomasse dans un environnement pauvre en oxygène. En effet, un tel résidu noir clair, composé de carbone et de cendres, subsiste après la pyrolyse de la biomasse.
La réduction ou la suppression du travail du sol est l'une des pratiques agricoles les plus fréquemment vantées pour améliorer le piégeage du carbone dans le sol. En effet, elle permet de laisser suffisamment de résidus de biomasse pour couvrir un minimum de 30 % de la surface du sol après la plantation.

Des techniques artificielles

Pour améliorer et accélérer le processus naturel de piégeage du carbone, il existe également des techniques artificielles. Elles permettent d'extraire le carbone de l'atmosphère et de le stocker dans la croûte terrestre. Des recherches ont également été menées concernant le rôle de l'océan, par exemple. En effet, un nombre croissant de technologies de piégeage artificiel du carbone permettent de capturer efficacement de grandes quantités de carbone et de les stocker pendant une longue période.

Ces technologies n'ont toutefois pas toutes acquis l'efficacité et la maturité nécessaires pour faire face à un changement climatique extrême. Parfois, dans certains cas critiques, le CO2 s'échappe des puits artificiels (fuite de carbone). Par conséquent, il nous faut encore agir d'une manière urgente et significative. La gestion et la protection de nos puits de carbone naturels demeurennt essentielles pour pouvoir déterminer s'ils peuvent agir comme une source de CO2 dans l'atmosphère ou comme un puits de carbone.