Publié le 22 octobre 2025 09h47. Une nouvelle technologie promet de capturer le dioxyde de carbone directement dans les systèmes de ventilation des bâtiments, offrant une solution décentralisée et potentiellement révolutionnaire pour lutter contre le changement climatique.
- Des filtres intégrés aux systèmes de ventilation captent le CO₂ avec une faible consommation d’énergie.
- La régénération des filtres peut se faire grâce à la chaleur solaire ou à de brèves impulsions électriques.
- Le coût de captation du CO₂ pourrait être significativement inférieur à celui des usines de capture directe de l’air.
Face à l’urgence climatique et à la nécessité de réduire drastiquement les émissions de carbone, une équipe de chercheurs a développé une approche innovante : un filtre à air capable de capturer le dioxyde de carbone (CO₂) directement dans les systèmes de ventilation des bâtiments, sans nécessiter de lourdes infrastructures ni une consommation énergétique importante.
Cette solution, en apparence simple, pourrait transformer la manière dont nous abordons la captation du carbone. La technologie s’appuie sur des infrastructures déjà largement répandues : les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) présents dans les habitations, les bureaux et les usines. Le filtre, composé de nanofibres de carbone recouvertes d’un polymère appelé polyéthylèneimine (PEI), capte passivement le CO₂, sans entraver la circulation de l’air.
Contrairement aux usines traditionnelles de capture directe de l’air (DAC) – coûteuses, énergivores et nécessitant des installations complexes – cette nouvelle approche distribue la captation sur un nombre incalculable de points. Et surtout, elle fonctionne avec une consommation d’énergie minimale.
Régénération solaire et faible consommation énergétique
L’un des principaux défis des technologies de captation du carbone réside dans le processus de régénération, c’est-à-dire la libération du CO₂ une fois capté. Ce processus requiert généralement des températures élevées et une quantité importante d’énergie. C’est là que ce filtre se distingue. Grâce à sa conception, il peut être régénéré à l’aide de chaleur solaire directe, atteignant à peine 80 °C, ou par une impulsion électrique d’une seconde seulement. Cette caractéristique réduit considérablement la consommation d’énergie et ouvre la voie à une adoption massive, notamment dans les zones urbaines.
L’efficacité du système, lorsqu’il est régénéré avec l’énergie solaire, atteint un niveau impressionnant de 92 % de capture nette de carbone. De plus, l’impact sur la consommation énergétique du bâtiment est quasiment nul.
Quel est le coût de l’élimination d’une tonne de CO₂ ?
Les chercheurs estiment qu’en utilisant la chaleur solaire, le coût par tonne de CO₂ éliminée s’élèverait à environ 362 dollars (environ 343 euros). Si l’électricité était utilisée, ce coût monterait à 821 dollars. À titre de comparaison, les usines DAC actuelles affichent des coûts compris entre 100 et 1 000 dollars la tonne, en fonction de l’accès à des sources d’énergie bon marché ou à des déchets thermiques industriels.
De plus, grâce aux incitations fiscales et aux crédits de stockage de carbone, comme ceux mis en place aux États-Unis par la loi sur la réduction de l’inflation, le coût pourrait encore diminuer, se situant entre 199 et 638 euros la tonne. Pour les contextes urbains ou les bâtiments ayant des ambitions de neutralité carbone, cela pourrait constituer un investissement réaliste avec un retour environnemental significatif.
Évolutivité et défis logistiques
Selon les calculs de l’équipe, si cette technologie était déployée à grande échelle, elle pourrait éliminer chaque année 25 millions de tonnes de CO₂ rien qu’aux États-Unis, et jusqu’à 596 millions de tonnes dans le monde. Cela équivaut à peu près aux émissions annuelles de pays comme l’Australie ou la Corée du Sud.
Le principal défi n’est pas technique, mais logistique : comment produire et distribuer les filtres en masse, et comment mettre en place un réseau efficace pour leur maintenance et leur régénération. Cependant, ce défi semble plus facile à surmonter que la construction d’usines géantes de captage direct.
Plusieurs startups explorent déjà cette voie. Par exemple, Heirloom et CarbonBuilt ont commencé à expérimenter des solutions décentralisées dans les immeubles résidentiels. Des villes comme Copenhague et San Francisco envisagent également d’intégrer les technologies de captage passif dans leurs codes de construction écologiques.
Comment ça marche ?
Le système repose sur un filtre spécialisé intégré au flux d’air des systèmes de ventilation. Contrairement aux usines traditionnelles de capture directe de l’air (DAC), qui nécessitent une infrastructure importante et une consommation d’énergie élevée, cette approche distribue la captation sur des milliards de petits points, avec une consommation d’énergie très faible.
Composition et adsorption du CO₂
L’élément clé est le filtre, composé de nanofibres de carbone (CNF) recouvertes d’un polymère appelé polyéthylèneimine (PEI).
Grâce à sa grande surface et à sa structure poreuse, le PEI permet une charge d’adsorption élevée, tout en maintenant une cinétique d’adsorption et de désorption rapide. Le filtre est capable de capturer passivement le dioxyde de carbone de l’air circulant dans le système de ventilation (air intérieur ou extérieur), sans perturber le flux d’air.
L’adsorbant CNF-PEI a démontré une capacité de 4 mmol/g dans un environnement humide.
Régénération et efficacité énergétique
L’un des principaux défis des technologies de captage du carbone est le processus de régénération (libération du CO₂ capté). La régénération nécessite souvent des températures élevées et beaucoup d’énergie. Ce filtre se distingue cependant par sa capacité à se régénérer efficacement avec des sources renouvelables, obtenant ainsi une faible consommation d’énergie.
La régénération peut être effectuée de deux manières principales :
- Régénération solaire thermique : Le filtre peut être régénéré avec de la chaleur solaire directe. La conception des nanofibres de carbone offre une excellente absorption solaire (94,4 %) et une faible capacité thermique. La régénération solaire s’effectue à une température relativement basse, d’environ 80 °C.
- Régénération électrothermique (chauffage Joule) : Le filtre peut également être régénéré à l’aide d’une brève impulsion électrique d’une ou deux secondes. Grâce à la conductivité électrique des nanofibres de carbone (avec une résistance de feuille de 38,7 ohms/m²), la régénération peut se produire de manière électrothermique, en chauffant le matériau à l’aide de sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie hydroélectrique, éolienne ou photovoltaïque. Cette méthode permet un chauffage localisé du substrat, minimisant ainsi les pertes d’énergie.
Lorsque le système est régénéré à l’aide de l’énergie solaire, il atteint un rendement impressionnant de 92 % de capture nette de carbone. Une fois le CO₂ désorbé, il peut être comprimé et séquestré, souvent après séparation de la vapeur d’eau par condensation.
Potentiel
Cette technologie ne résoudra pas à elle seule la crise climatique. Mais elle peut faire partie d’un écosystème de solutions plus accessibles et distribuées, et elle change la donne.
L’intégration de filtres de captage du CO₂ dans les systèmes de ventilation existants permettrait de :
- Décarboner les bâtiments sans rénovations majeures.
- Transformer les bureaux, les usines et les maisons en atouts climatiques.
- Compléter les politiques publiques de réduction des émissions par des actions quotidiennes.
- Réduire la dépendance aux grandes infrastructures industrielles.
- Favoriser l’adoption citoyenne sans nécessiter de changements radicaux de style de vie.
Si cette technologie s’allie à d’autres – comme l’électrification, l’efficacité énergétique et les énergies renouvelables – elle peut contribuer à construire des villes qui non seulement consomment moins, mais qui restaurent l’équilibre atmosphérique.
Une ville où chaque bâtiment contribue activement à capter le carbone n’est plus une utopie. C’est une possibilité technique. Il est maintenant temps d’en faire une politique, un investissement et une réalité.
Pour en savoir plus : Capture directe de l’air distribuée par des filtres à air en nanofibres de carbone | Avancées scientifiques