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# Vers une reconnaissance du Captage et Stockage de Carbone par les Plantes

Arnaud Muller-Feuga

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# Vers une reconnaissance du Captage et Stockage de Carbone par les Plantes

Arnaud Muller-Feuga, ingénieur agronome P67 Baillargues,
le 9 juin 2024

## Résumé

Le CO₂ atmosphérique à l'origine de la vie se raréfie, ce qui en fait une richesse à préserver. Les émissions par combustion des hydrocarbures fossiles permettent la restitution à l'atmosphère du carbone piégé dans la croute terrestre, et procurent donc un répit dans cette raréfaction. Cependant, le postulat selon lequel le CO₂ serait responsable de l'échauffement climatique est admis par la plupart des gouvernements qui mettent en place des restrictions et compensations aux émissions de ce gaz. Il s'ensuit le développement d'un marché du carbone et de la pratique du captage et du stockage du CO₂ (CSC - CCS en anglais), principalement par enfouissement géologique. Le CSC par les plantes, qui permet le retour du CO₂ dans l'atmosphère, devrait être préféré au CSC par enfouissement qui contribue à sa lithification. Les productions végétales captent ce gaz directement dans l'atmosphère grâce à l'énergie solaire et le stockent pendant quelques mois à quelques siècles. Les chiffres de ce CSC par les plantes sont calculés pour le monde, les États Unis, l'Union Européenne, la France et le Kenya, puis comparés aux ambitions en matière de CSC. Ils montrent que l'agriculture et la foresterie absorbaient 21 GtCO₂/an en 2022, soit plus de la moitié des émissions mondiales par combustion des hydrocarbures fossiles. Cette fonction de CSC dévolue à la paysannerie vient compléter celle de fourniture des denrées essentielles de l'humanité et devrait constituer une nouvelle source de rémunération pour des professions qui peinent souvent à transmettre, investir et innover pour assurer leur avenir.

## Summary

The atmospheric CO₂ at the origin of life is becoming rarer, making it a wealth to be preserved. Emissions from the combustion of fossil hydrocarbons allow the carbon trapped in the earth's crust to be returned to the atmosphere, and therefore provide a respite from this depletion. However, the postulate that CO₂ is responsible for global warming is accepted by most governments which put in place restrictions and compensation for emissions of this gas. This resulted in the development of a carbon market and the practice of CO₂ capture and storage (CCS), mainly by geological burial. CCS by plants, which allows the return of CO₂ to the atmosphere, should be preferred to CCS by burial which contributes to its lithification. Plant production captures this gas directly from the atmosphere using solar energy and stores it for a few months to a few centuries. Plant CCS figures are calculated for the world, the United States, Europe, France and Kenya, then compared to CCS ambitions. They show that agriculture and forestry absorbed 21GtCO₂/year in 2022, more than half of global emissions by combustion of fossil hydrocarbons. This CCS function devolved to the peasantry complements that of supplying humanity with essential foodstuffs and should constitute a new source of remuneration for professions which often struggle to transmit, invest and innovate to ensure their future.

**Mots clés** : CO₂, captage, stockage, photosynthèse, CCS, CSC, plantes, crédit carbone, paysannerie, agriculture, foresterie.

## Introduction

La teneur atmosphérique en CO₂ (TAC) est passée de 270 parties par million en volume (ppm) au milieu du 19ème siècle à 420 ppm. Cette augmentation semble due au rejet à l'atmosphère des produits de la combustion des hydrocarbures fossiles, charbon, pétrole, gaz, qui s'est intensifiée
depuis. L'augmentation des températures mondiales constatée sur la même période serait due à ces émissions d'après l'ONU et son groupe d'experts rassemblés au sein du GIEC¹ qui les assimilent à une pollution et demandent leur réduction. La plupart des gouvernements ont adhéré à ce point de vue et renouvellent leur approbation à l'occasion des COP (Conference of the Parties) annuelles. Une des conséquences est l'attribution de permis d'émission négociables à ne pas dépasser sous peine de pénalité (protocole de Kyoto - 1997) dans le cadre d'un marché mondial du carbone. Dans le but de se rapprocher de la neutralité, les activités émettrices sont incitées à acheter de tels permis à celles qui réalisent le captage et le stockage du CO₂ (CSC – CCS en anglais) émis, évité, ou prélevé directement dans l'atmosphère. Les sites émetteurs de plus de 0,1 MtCO₂/an doivent compenser leurs émissions par un dispositif de CSC ou en achetant des permis d'émission, ou crédits carbone. Les plantes cultivées, qui fixent durablement le gaz carbonique de l'atmosphère, constituent un dispositif de CSC. Dans ce qui suit nous comparons celui par enfouissement et celui par les plantes.

## Les émissions de CO₂

La **Figure 1** montre la distribution des émissions de CO₂ par combustion d'hydrocarbures fossiles pendant le dernier demi-siècle de quelques pays et groupes de pays telles que fournies par l'association anglaise Global Change Data Lab (GCDL) [1]. Les émissions mondiales atteignaient 37,15 GtCO₂/an (Giga = 10⁹) en 2022, en augmentation malgré un recul en 2020 pendant la crise sanitaire. Les principaux pays émetteurs sont la Chine (11,40 GtCO₂/an), les États-Unis (5,06 GtCO₂/an), l'Inde (2,83 GtCO₂/an), l'Union Européenne à 27 (2,76 GtCO₂/an). La France (297,53 MtCO₂/an - Méga = 10⁶) et le Kenya (24,85 MtCO₂/an) sont mentionnés pour les besoins de la présente analyse.

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>**Figure 1:** Variations sur un demi-siècle des émissions de gaz carbonique par combustion d'hydrocarbures fossiles, en GtCO₂/an (Source : Global Change Data Lab, 2023).</figcaption></figure>
1. Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Évolution du Climat

Alors que la part des pays les plus industrialisés, qui ont un recours croissant aux énergies décarbonées, diminue depuis 2010, celle des autres pays, Chine et Inde comprises, qui s'équipent activement de centrales électriques, augmente depuis 2000. A ces émissions, il faut ajouter celles des transports et autres activités humaines, dont l'agriculture, et des autres gaz à effet de serre (GES) qui sont regroupées sous le terme de « changement d'affectation des terres » où les captages et stockages par l'agriculture et la foresterie ne sont pas prises en compte. En 2022, ces émissions étaient estimées à 4,31 GtCO₂/an pour le monde, 141,75 MtCO₂/an pour les ÉtatsUnis, 121,67 MtCO₂/an pour l'Union Européenne à 27 (UE), 15,62 MtCO₂/an pour la France et 6,67 MtCO₂/an pour le Kenya.

## Le CSC par enfouissement

Le CSC par enfouissement géologique pour plusieurs siècles est retenu par la plupart des pays industrialisés pour accéder à la neutralité carbone en 2050. Il apparaît comme le moyen de remplir les promesses faites par les gouvernements et renouvelées à l'occasion des COP successives. Si l'agenda n'est pas conforme et les promesses ne sont pas tenues, des pénalités sont prévues. Mais il advient que des pays dénoncent les accords contraignants signés antérieurement, comme ce fut le cas du Canada qui a dénoncé le protocole de Kyoto en 2011.

Le CSC par enfouissement met en œuvre une chaine de briques technologiques complexes. En particulier, le captage du CO₂ avant ou après combustion fait l'objet de recherches depuis plusieurs décennies. Sa technologie implique des solvants à base d'amines ou des membranes. Par exemple, un pilote de 4 000 tCO₂/an issues des gaz de la production d'acier vient d'être mis en service sur le site ArcelorMittal de Dunkerque [2]. Les gaz circulent d'abord dans deux colonnes de 20 mètres de haut à travers un solvant chimique qui fixe le CO₂. L'étape suivante régénère le solvant et récupère un CO₂ purifié à plus de 90%.

Le gaz purifié est ensuite comprimé ou liquéfié en vue du transport jusqu'à un lieu de stockage géologique ou d'utilisation. Presque toutes les solutions consistent à injecter le CO₂ dans les puits de pétrole ou de gaz. Les sites géologiques de stockage sont aussi d'anciennes mines ou des diapirs. Mais toutes ces solutions ne permettent pas le recyclage du CO₂ à l'issue d'un stockage séculaire. Il s'agit en effet d'un acide en présence d'eau qui réagit et se combine avec le substrat géologique sous l'effet de la température et de la pression, ce qui contribue à sa lithification.

Le recours au CSC par enfouissement n'implique pas forcément un renoncement aux combustibles fossiles. Aussi, son principe est très critiqué par les tenants du réchauffement climatique par le CO₂ qui voudraient « décarboner » l'économie mondiale. Ils considèrent le CSC et les quotas de permis d'émission comme des droits à polluer.

### 1. Monde

La neutralité carbone suppose une capacité de captage et stockage de CO₂ équivalente aux émissions fossiles, soit environ 37,15 GtCO₂/an. Ce résultat paraît hors d'atteinte à brève échéance. Une étape à 55% de réduction des émissions est prévue en 2030. Au 31 juillet 2023, la capacité totale des projets mondiaux en cours de développement, de construction et d'exploitation était de 361 MtCO₂/an, soit 1% des émissions fossiles. Cette modeste capacité est en augmentation de près de 50 % par rapport à 2022, d'après le rapport sur l'état mondial du CSC [3]. Selon les projets, les coûts du CSC par enfouissement varient entre 85 et 130 € par tCO₂/an,
la part du captage représentant entre 50 et 80% de ce coût. Les pays les plus actifs dans ce domaine sont ceux dont le développement est le plus avancé (États Unis, UE, Royaume Uni, Japon), ou qui produisent du pétrole (Arabie Saoudite, Qatar, Emirats Arabe Unis).

Il a paru intéressant de regarder aussi un pays à bas niveau d'industrialisation et cherchant à sortir de la pauvreté. Nous avons choisi le Kenya en raison de sa position africaine où les pays selon ce profil sont majoritaires.

## 2. USA

En septembre 2023, 15 CSC par enfouissement étaient en exploitation pour un total de 22 MtCO₂/an, soit 0,4% des émissions nationales. L'incitation en faveur du développement du CSC est forte aux Etats-Unis. Le congrès [4] a affecté 5,3 milliards de $US de 2011 à 2023, principalement gérés par le DOE (Department of Energy), à la recherche et aux réalisations de CSC. On compte également 3,4 milliards de $US de l'American Recovery and Reinvestment Act en 2009, et 8,2 milliards de $US de l'Infrastructure Investment and Jobs Act de 2021 pour la période 2022-2026. De surcroît, les sociétés qui captent et stockent le CO₂ reçoivent des crédits d'impôts pour chaque tCO₂ séquestrée. C'est une incitation forte en faveur du CSC puisque 1 milliard de $US de crédits d'impôts ont été sollicités entre 2010 et 2019. Une enveloppe de 5 milliards de $US du budget fédéral est prévue pour ces crédits d'impôts de 2023 à 2027. La loi sur la réduction de l'inflation conclut qu'elle pourrait augmenter le déploiement du CSC aux États-Unis de 200 à 250 MtCO₂/an d'ici 2030. Le DOE Carbon Negative Shot vise à réduire le coût de l'élimination du carbone à 100 $ par tCO₂/an. L'EPA (Environment Protection Agency) est chargée de veiller à ce que le stockage soit effectif et durable. L'agriculture et la foresterie ne sont pas identifiées dans ce contexte.

## 3. Union Européenne à 27 (UE)

D'après GCDL [1], les émissions fossiles totales de l'UE ont tendance à baisser depuis 1980. En 2022, elles ont diminué de 31% par rapport à 1990, d'après l'Agence pour l'Environnement [5]. Fin 2020, l'UE a adopté un nouvel objectif climat pour 2030 prévoyant une diminution de 55% de ses émissions fossiles par rapport à 1990, soit un objectif à 2,13 GtCO₂/an. La présidente de la Commission Européenne a déclaré en mars 2023 que l'UE devrait stocker de manière permanente 300 MtCO₂/an d'ici 2050, ce qui paraît difficilement atteignable sans le recours au CSC par les plantes.

Le prix moyen du crédit carbone Europe [6], résultant des enchères d'un marché qui a rapporté 19 milliards d'euros en 2020, est passé de 37 €/tCO₂ en février 2021 à 90 €/tCO₂ en mars 2023. L'UE voudrait fixer un prix du crédit carbone suffisamment haut pour les inciter les industries émettrices à réduire leurs émissions. Les recettes sont distribuées aux États membres qui doivent utiliser au moins 50 % des montants pour des mesures liées au climat et à l'énergie (100 % pour les quotas liés à l'aviation).

## 4. France

Lors de son discours du 11 décembre 2023 à Toulouse [7], le président de la République Française a identifié le CSC comme un défi important avec pour objectif de réduire de 10% les émissions fossiles industrielles d'ici 2030. Comme 88,5 MtCO₂/an sont éligibles au CSC, l'objectif affiché est ainsi de mettre en œuvre un CSC de 8,9 MtCO₂/an. Les sites de stockage à terre en France ont été recensés en 2020 par l'ADEME [8] qui dégage un potentiel de 24 MtCO₂/an, supérieur à l'objectif annoncé. Il a probablement été abaissé par crainte d'une opposition sociétale
comme celle contre l'exploitation des gaz de schiste [9]. À cette occasion, la contribution des forêts et des océans à la réduction des émissions a été mentionnée, mais pas celle de l'agriculture.

Les coûts du CSC par enfouissement à terre en France ont été évalués par l'ADEME à 100-150 €/tCO₂ en 2020, sensiblement au-dessus des prix du marché européen.

### 5. Kenya

Le Kenya a été choisi ici pour illustrer la situation des nombreux pays qui cherchent à sortir de la précarité. D'après la banque Mondiale [10], ce pays est « à revenu intermédiaire de la tranche inférieure, le seul en Afrique de l'Est, les autres étant plus pauvres ». Avec 54 millions d'habitants, ce pays est classé 164ème par le PIB/habitant, à 2099 $. Connu pour ses safaris et son tourisme, son économie a durement souffert de la crise du covid.

## Matériel et méthode

Les plantes réalisent la capture directe du CO₂ atmosphérique, puis la polymérisation du carbone en biomasse selon le processus de photosynthèse à l'origine de la vie, apparu sur terre il y a 2,5 milliards d'années. La matière carbonée ainsi obtenue nourrit les hétérotrophes qui la dégradent par respiration. Elle est également minéralisée par combustion. Ces réactions de polymérisation et de minéralisation sont regroupées sous la même équation chimique réversible (1),

$$6 \text{CO}_2 + 6 \text{H}_2\text{O} + \text{E} \rightleftharpoons \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6 \text{O}_2 \quad (1)$$

où E est l'énergie de la lumière visible dans le sens de la photosynthèse (de gauche à droite) et l'énergie métabolique ou de combustion dans le sens de la respiration (de droite à gauche). Cette équation exprime que la consommation de CO₂, la production d'oxygène et la production de matière organique sous forme d'hexoses se correspondent molécule pour molécule. L'hexose est l'élément constitutif de la matière végétale et sa quantité est proportionnelle à la biomasse végétale anhydre.

La réaction (1) de photosynthèse met en œuvre des processus enzymatiques en chaine impliquant notamment l'anhydrase carbonique et la rubisco pour l'entrée de ce gaz dans la cellule végétale, puis une série de réactions partiellement modulées par la lumière visible. Bien que le rendement de transformation de l'énergie lumineuse en biomasse soit de l'ordre de quelques %, la production végétale qui en résulte est à la base de la chaine alimentaire animale. Maitrisant tout ou partie de cette chaine, les activités paysannes que sont l'agriculture, la foresterie, la chasse, la pêche et l'aquaculture, nourrissent l'humanité, la vêtissent, la réchauffent, l'abritent, etc... Il faut bien distinguer entre le stock et le flux, seul ce dernier étant à prendre en compte pour mesurer la fixation du CO₂ atmosphérique. Le stock de matière organique en place (forêts primaires inexploitées, nécromasses, hétérotrophes du sol, tourbes, haies, ...) est relativement stable et intervient à la marge dans le bilan polymérisation - minéralisation du carbone. Le flux est la quantité de biomasse végétale produite par unité de temps, puis récoltée pour être utilisée ailleurs plus tard. C'est cette dernière qui réalise le captage et le stockage du CO₂ atmosphérique et constitue un CSC à prendre en compte au même titre que les autres.

L'absorption de CO₂ par la biomasse végétale obéit donc à la proportionnalité suivante :

$$A = k \sum_{i=0}^{n} (1 - E_i) P_i \quad (2)$$
où **A** est l'absorption de CO₂ totale d'un secteur ou d'un territoire, **k** est un facteur de proportionnalité, **n** est le nombre de productions, **P**ᵢ est la production d'ordre i du secteur ou du territoire, et **E**ᵢ est la teneur en eau de cette biomasse. Ainsi, pour calculer la quantité de CO₂ **A** fixée par une biomasse végétale **P**ᵢ, nous commençons par retirer son eau par application du coefficient d'hydratation **E**ᵢ, puis nous multiplions par le ratio CO₂/ms soit 1,47 tonne de CO₂ entrant dans la composition du coefficient de proportionnalité **k**.

Nous considérons dans ce qui suit les productions mises en marché de l'agriculture et de la foresterie telles que décrites par les statistiques de la FAO [11]. Elles concernent de façon détaillée les productions des cultures, des élevages et des forêts responsables des absorptions continentales de CO₂ par photosynthèse. Nous distinguons trois familles de productions végétales : les cultures, les fourrages, et la foresterie.

## 1. Cultures

Il s'agit des plantes herbacées cultivées pour l'alimentation (céréales, légumes, fruits, ...), leur fibres textiles (coton, lin, chanvre, ...) ou l'agrément (tabac, raisin, fleurs, ...). Les statistiques les concernant sont décrites dans la rubrique « Productions », puis « Cultures et produits animaux ». Les teneurs en eau **E**ᵢ des produits végétaux utilisées ici [12] ont permis d'obtenir une teneur en eau moyenne par pondération au moyen des quantités des statistiques « Production – Quantité » des « Cultures primaires » de l'année 2022. La moyenne pondérée **E**ᵢ de 50% d'eau ainsi obtenue est mise en facteur commun dans le coefficient **k** de la formule (2).

Selon la stæchiométrie de l'équation (1), une tonne de biomasse anhydre (ms) fixe 0,4 tonne de carbone (C/ms). Ce ratio varie avec le type de molécule considéré entre 0,4 pour le glucose et 0,6 pour l'éthanol, et devra être ajusté en fonction du type de biomasse, voire de l'espèce. Par soucis de simplification, nous appliquons un ratio C/ms de 0,45 pour les cultures et fourrages ce qui donne une évaluation minorante de la quantité de carbone engagée dans la matière organique. Ce ratio entre également dans la composition du coefficient **k** de la formule (2) qui prend la valeur de 0,82 pour les cultures.

## 2. Fourrages

Les quantités de viandes, laits, œufs consommables par l'homme exprimées en tonnes sont décrites dans les statistiques « Production – Quantité » et « Elevage primaire ». Ces produits sont principalement destinés à compléter l'alimentation humaine par des protéines de qualité et un ensemble de micro-nutriments comme les vitamines A, B-12, riboflavine et sels minéraux. Ils résultent de la conversion par les animaux ruminants et monogastriques de végétaux issus des prairies, feuillages et cultures. D'après Mottet et al., 2017 [13], le bétail mondial consommait 6 Gt/an de fourrages anhydres pour une production de protéine animale de 74,601 Mt/an en 2010. Cela correspond à un ratio protéines/produits animaux de 6,5%. Le taux de conversion alimentaire donnant le poids de fourrage anhydre par poids de protéine animale est de 80 toutes espèces confondues.

Une partie des cultures décrites à la section précédente est destinée à l'alimentation animale. Elle est également prise en compte dans le présent calcul. Ce recouvrement est à corriger pour éviter de le compter deux fois. D'après [13], 86 % du tonnage consommé par le bétail mondial n'est pas consommables par les humains. Une réduction de 14% est donc appliquée aux fourrages calculés sur la base des produits animaux. Le coefficient **k** de la formule (2) pour les fourrages prend la valeur 7,44 à appliquer à la somme des quantités de produits d'élevage non transformés et consommables par l'homme exprimées en tonnes.
### 3. Foresterie

Les statistiques des quantités de bois produites dans le monde sont disponibles à la section « Forêts » des « Données » de [11]. Ces « Production – Quantité » de bois de chauffage, grumes de sciage, bois de trituration et bois industriels sont exprimées en m3 et doivent être converties en tonne. Pour cela, une densité de 0,55 t/m3 est retenue. Le taux d'humidité moyen de 0,35 est ensuite appliqué ainsi que le ratio C/ms de 0,50 pour le bois. Dans ces conditions, le coefficient k de la formule (2) pour la foresterie prend la valeur 0,65 à appliquer à la somme des quantités de bois primaire exprimées en m3, à l'exclusion des produits transformés.

## Résultats

Les productions mondiales de végétaux ont permis le captage et le stockage de 21 GtCO₂/an en 2022 (Tableau 1) qui compensent plus de la moitié des émissions par combustion d'hydrocarbures fossiles dans le Monde. La plus forte contribution est celle des Fourrages (51%) suivie des Cultures (37%), puis des forêts (12%).

<table><caption>**Tableau 1 :** Captage et Stockage de CO₂ (GtCO₂/an) par les plantes exploitées pour quelques pays et groupes de pays, et taux de compensation des émission fossiles en 2022.</caption><thead><tr><th></th><th>Cultures</th><th>Fourrages</th><th>Forêts</th><th>Total CSC</th><th>% émissions fossiles</th></tr></thead><tbody><tr><td>Monde</td><td>7,88</td><td>10,71</td><td>2,61</td><td>21,21</td><td>57</td></tr><tr><td>USA</td><td>0,55</td><td>1,22</td><td>0,30</td><td>2,07</td><td>41</td></tr><tr><td>UE</td><td>0,48</td><td>1,60</td><td>0,33</td><td>2,41</td><td>87</td></tr><tr><td>France</td><td>0,10</td><td>0,22</td><td>0,03</td><td>0,36</td><td>121</td></tr><tr><td>Kenya</td><td>0,022</td><td>0,05</td><td>0,017</td><td>0,09</td><td>354</td></tr></tbody></table>

Les CSC par enfouissement mondiaux décrits plus haut ont une capacité 50 fois moindre que les plantes exploitées par l'homme qui constituent le premier dispositif de CSC de la planète. En comparaison, l'océan absorbe 5,9 GtCO₂/an d'après nos travaux [14], 6,6 GtCO₂/an d'après Fay et al., 2023 [15], et 10,6±1,5 GtCO₂/an d'après Friedlingstein et al., 2022 [16], soit entre deux et trois fois moins que le CSC par les plantes.

Aux Etats-Unis, le CSC par les plantes comprende 41% des émissions. Étonnamment, cette contribution importante n'est pas considérée dans la recherche de la neutralité carbone. La photosynthèse n'est envisagée que pour l'utilisation du CO₂ des gaz de combustion, après captage par des procédés physico-chimiques sophistiqués.

Presque toutes les émissions de l'UE sont compensées par le CSC par les plantes. L'Europe regarde comme une priorité de trouver des récompenses financières adéquates pour promouvoir l'élimination du carbone dans les différents secteurs de l'agriculture, de la foresterie et de l'industrie [17] mais n'a toujours pas reconnu le CSC par les plantes. Plusieurs pays ont conscience du rôle important des cultures végétales mais posent cependant la question de la certification, sur une base scientifique admise par toute l'UE, des captages de CO₂ par les plantes et de la durée du stockage.

La France est fortement décarbonée, l'essentiel de son électricité étant d'origine nucléaire. Sans aucune incitation ni modification des pratiques, la paysannerie françaises a capté et stocké plus
que les émissions nationales totales en 2022, soit 40 fois l'objectif CSC pour 2030, et quatre fois les émissions industrielles éligibles au CSC.

L'absence de prise en compte de l'agriculture et de la foresterie dans la compensation des émissions de CO₂ resterait une injustice s'il n'y avait quelque signe de reconnaissance en cours qui marquent une évolution sensible vers une réparation de cet oubli lésant la paysannerie. Ainsi, depuis 2020, le gouvernement français identifie un marché dit de la compensation carbone volontaire [18] qui prévoit notamment que « ...les agriculteurs peuvent mettre les crédits carbone qu'ils ont dégagés, et certifiés par le label bas-carbone, sur le marché de la compensation volontaire de carbone ». Au congrès de France Grandes Cultures tenu en février 2023 [19], l'APAD (Association pour la Promotion d'une Agriculture Durable) a annoncé un prix minimum de 50 € par tCO₂ stocké (crédit carbone) payé à l'agriculteur. La moyenne des grandes cultures est créditée d'environ 1,5 tCO₂/ha/an capté et stocké, ce qui est inférieur d'un facteur dix à notre évaluation d'environ 13 tCO₂/ha/an pour le maïs grain et 12 pour le blé. Soil Capital évoque 33 € par tCO₂ payé au fermier en 2022, ce qui représentait en moyenne 5 000 € par exploitation et par an. La rémunération du CSC par les plantes, sur la base moyenne de 100 € par tCO₂, dégagerait 23 milliards d'euros de revenu additionnel qui viendraient s'ajouter aux 57 milliards d'euros de produits vendus en 2021, soit un accroissement du revenu paysan français de l'ordre de 40%.

Le Kenya est largement excédentaire et compense plus de 3 fois ses émissions fossiles par les plantes. Comme la plupart des pays pauvres, il pourrait vendre son excédent aux émetteurs dans le cadre du marché mondial du carbone. Par exemple, dans le cas du Kenya et d'un crédit carbone à 100 €/tCO₂, cela pourrait rapporter 9 milliards d'Euros par an à la paysannerie locale.

Dans un récent article [14], nous estimions que la photosynthèse fixait 29 GtCO₂/an soit 85% des émissions fossiles mondiales en 2020. Ces chiffres trop élevés résultent d'une erreur d'utilisation des statistiques de la FAO consistant à ne pas distinguer entre les coupes primaires d'arbres sur pied et les produits transformés issus de ces coupes, ce qui revenait à comptabiliser deux fois la biomasse exploitée. Cette erreur est corrigée dans la **Figure 2** qui décrit l'évolution du CSC par les plantes sur le dernier demi-siècle. Elle met en évidence la progression des émissions fossiles et des absorptions mondiales de CO₂ par les plantes dans une proportion comprise entre 54 et 63%.

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**Figure 2** : Évolution sur le dernier demi-siècle des émissions de CO₂ par combustion d'hydrocarbures fossiles et du CSC par les plantes (GtCO₂/an).

Dans le même temps, la population mondiale a doublé de 3,7 à 8,0 milliards d'habitants. Principalement en raison de cette croissance, la superficie agricole par habitant a été réduite de moitié, de 1,2 à 0,6 ha/h. La production des plantes traverse une période faste comme le montrent les satellites qui mesurent la surface foliaire de la NASA [20]. Elle constate le verdissement de la terre pendant ces 35 dernières années qui est attribué à 70% à la fertilisation par le CO₂. L'augmentation de la TAC passée de 300 à 420 ppm est la principale cause de l'amélioration des rendements globaux de la production agricole par unité de surface [21], qui ont plus que doublé, passant de 0,5 à 1,3 t/ha/an, en un demi-siècle, d'après les statistiques 2019 de la FAO. Grâce à cette surperformance, la production par habitant a augmenté de 0,51 à 0,60 t/h/an au cours du dernier demi-siècle, ce qui a notablement contribué à réduire les difficultés d'accès à la nourriture.

## Discussion

La prise en compte du CSC par les plantes a vocation à s'étendre à toutes les productions végétales mises sur le marché. La durée du stockage varie entre quelques mois (fruits et légumes) et plusieurs siècles (bois de construction). La rétribution du CSC par les plantes représenterait un gain conséquent pour la paysannerie qui aurait désormais pour mission, outre la fourniture de denrées essentielles pour l'humanité, d'éviter ou compenser les émissions de CO₂ pour limiter un changement climatique dont ce gaz serait responsable.

Notons ici qu'il existe d'autres ressources végétales, cultivées ou non, qui pourraient constituer un CSC par les plantes. C'est ainsi que les macroalgues cultivées contribuaient pour 60 MtCO₂/an (0,2%) dans le monde en 2020. Les sargasses qui envahissent naturellement l'Atlantique équatorial pourraient être récoltées en mer puis transformées en biocarburant et en fertilisant, ce qui réduirait le recours aux énergies fossiles et, simultanément, les échouages calamiteux sur les côtes orientales de l'Amérique et des îles caraïbèennes. Le traitement de ces sargasses pourrait produire 8500 barils de pétrole brut par jour [22], pour un CSC de 1,9 MtCO₂/an, soit 20% de l'objectif France pour 2030.

Dans les rapports du GIEC, ni le chapitre 3 de 2005 consacré au captage du CO₂ [23], ni le rapport de synthèse ne font mention de la photosynthèse. Il faut aller à la 251<sup>ème</sup> page du rapport complet Climate Change 2022 pour trouver ce mot, et nous rappeler que les plantes captent directement du CO₂ dans l'atmosphère, sans pour autant en tirer quelque conséquence pratique. C'est comme si ce processus à la base de la vie n'existait pas. Nous voulons ici contribuer à la réparation de cette omission que nous pensons volontaire parce que systématique. Ce qui ressemble à un déni est probablement destiné à renforcer la diabolisation de ce gaz.

Le secteur de l'agriculture fait également l'objet de dénigements pour ses émissions de CO₂, méthane (CH₄) et de protoxyde d'azote (N₂O). Ce secteur serait responsable de 23 % des émissions anthropiques mondiales de gaz à effet de serre (GES), soit 12 Gt d'équivalent CO₂/an [24]. Comme si la photosynthèse n'existait pas, les détracteurs ne considèrent pas le bilan émission – absorption qui reste largement favorable à la paysannerie avec 9 GtCO₂/an retirées de l'atmosphère.

Nous souhaitons aussi remplacer cette analyse dans son contexte spatio-temporel. Le déterminisme du climat reste inaccessible parce que dynamique, multifactoriel, non linéaire et aléatoire. On ne
peut prétendre modéliser les climats à venir, encore moins expliquer leur évolution par un seul facteur. Le CO₂ a beau être le gaz atmosphérique le plus lourd, il est minoritaire avec seulement 0,04% en volume. L'influence de l'environnement astral sur le climat n'est pas assez ou jamais prise en compte dans les plaidoyers à charge qui soutiennent que l'accroissement de la TAC en cours serait à l'origine d'un réchauffement climatique et qui veulent réduire les émissions. Ils jettent l'opprobre sur ce gaz en le qualifiant de GES.

La TAC a été divisée par 100 000 depuis l'origine de la Terre il y a 4,5 milliards d'années (Gan), et cette diminution se poursuit de façon inexorable. Depuis l'apparition de la vie au Précambrien, elle atteignait encore 7 000 ppm (17 fois plus qu'aujourd'hui) au Cambrien (-540 millions d'années - Man), puis 1 800 ppm (4,3 fois plus qu'aujourd'hui) au Jurassique (-200 Man). Aucun réchauffement catastrophique n'est venu interrompre le développement de la vie apparue il y a 3 Gan. Les glaciations ont parfois coïncidé avec des niveaux élevés de TAC (Carbonifère-Permien), ce qui indique une absence de pilotage de la température par le CO₂.

La diminution inquiétante de la TAC au cours de l'histoire de la terre est due au piégeage du carbone au fond des océans (lithification) sous forme de roches calcaires (100 000 Tera {10¹²} tonnes de carbone) [25] et des hydrocarbures fossiles (environ 1,6 TtC identifiées). La TAC qui était de 270 ppm en 1850 est passée à 420 ppm aujourd'hui et devrait poursuivre son augmentation au cours de ce siècle. Son augmentation probablement d'origine anthropique n'est qu'un répit provisoire dans une lente et inexorable diminution.

Or en dessous de 100 ppm de CO₂, la photosynthèse est compromise. Celle des plantes à photosystème en C3 (blé, riz, orge, haricot, manioc, soja, ...) s'interrompt, et le rendement des plantes en C4 (maïs, sorgho, canne à sucre, ... soit 30% des plantes cultivées) et en CAM diminue fortement [26]. On a déjà frôlé la panne de CO₂ en descendant à 150 ppm au carbonifère-permien (-300 Man) puis au pléistocène (-2,6 Man à -11700 ans). Pour ces raisons et afin de prolonger la disponibilité de ce gaz précieux pour la vie, il convient de préférer la CSC par les plantes à celle par enfouissement qui contribue à sa lithification.

## Conclusions

De cette analyse, il ressort que :

* Le CO₂ est une richesse planétaire à préserver car sa raréfaction compromet la vie sur terre à échéance géologique.

* Le recyclage du carbone fossile par combustion des hydrocarbures constitue un répit passager dans cette raréfaction.

* Il faut éviter d'enfouir le CO₂, ce qui contribue à sa lithification et le soustrait au cycle de la vie.

* L'augmentation de la TAC accroît la production végétale et réduit les tensions pour l'accès aux produits alimentaires.

* Il faut reconnaître et préférer le CSC par les plantes sur des durées allant de quelques mois à quelques siècles, et généraliser sa prise en compte dans les bilans carbone.

En plus de nourrir, vêtir, abriter l'humanité, la paysannerie a vocation à contribuer à la réduction des émissions de CO₂ supposées à l'origine d'un dérèglement climatique. Nous proposons ici une approche incomplète et perfectible pour quantifier cette contribution qui devrait être justement récompensée pour contribuer à assurer la survie de ces métiers cruciaux.
Références

[1] https://ourworldindata.org/co2-and-greenhouse-gas-emissions

[2] https://france.arcelormittal.com/neutralite-carbone/capter-le-co2

[3] https://status23.globalccsinstitute.com/

[4] Congressionnal Budget Office, December 2023. Carbon Capture and Storage in the United States.

[5] https://www.eea.europa.eu/en/topics/in-depth/climate-change-mitigation-reducingemissions

[6] https://www.touteleurope.eu/environnement/environnement-comment-fonctionnemarche-du-carbone-european/

[7] https://www.vie-publique.fr/discours/292373-emmanuel-macron-11122023-plan-france2030

[8] ADEME. Le Captage et Stockage géologique du CO₂ (CSC) en France. Avis Technique juillet 2020

[9] https://fr.wikipedia.org/wiki/Controverses_sur_le_gaz_de_schiste

[10] https://donnees.banquemondiale.org/pays/kenya?view=chart

[11] https://www.fao.org/faostat/en/#data.

[12] https://www.ericfavre.com/lifestyle/teneur-en-eau-des-aliments/

[13] Mottet, A., de Haan, C., Falcucci, A., Tempio, G., Opio, C., Gerber, P. (2017). Livestock: On our plates or eating at our table? A new analysis of the feed/food debate. *Global Food Secur.* 14, 1–8. doi: 10.1016/j.gfs.2017.01.001

[14] Muller-Feuga, A. (2023) CO2 Air-Water Exchanges during Seasonal and Glacial Cycles. *Journal of Agri-cultural Chemistry and Environment*, 12,365-385. https://doi.org/10.4236/jacen.2023.124026

[15] Fay A.R. et al., 2023. Updated climatological mean delta fCO₂ and net sea–air CO₂ flux over the global open ocean regions. *Earth System Science Data*, https://doi.org/10.5194/essd-2023429

[16] Friedlingstein, P. et al., 2022. Global Carbon Budget 2022, Earth Syst. Sci. Data, 14, 4811–4900, https://doi.org/10.5194/essd-14-4811-2022

[17] Margaras V., and Jensen L., 2022. EPRS | European Parliamentary Research Service. Prelegislative synthesis. Certification of carbon removals.
[18] https://agriculture.gouv.fr/le-marche-de-la-compensation-carbone-volontaire

[19] https://www.lafranceagricole.fr/coordination-rurale/article/837294/le-paiement-descredits-carbone-fait-debat

[20] https://www.nasa.gov/technology/carbon-dioxide-fertilization-greening-earth-study-finds/

[21] Haverd, V., Smith, B., Canadell, J.G., et al., 2020. Higher than Expected CO2 Fertilization Inferred from Leaf to Global Observations. Global Change Biology, 26, 2390-2402. https://doi.org/10.1111/gcb.14950).

[22] Marx U., Roles J., Hankamer B., 2021. Sargassum blooms in the Atlantic Ocean – From a burden to an asset. Algal research 54 (6448):102188 doi.org/10.1016/j.algal.2021.102188

[23] IPCC, 2005. Carbon Dioxide Capture and Storage. Bert Metz, Ogunlade Davidson, Heleen de Coninck, Manuela Loos and Leo Meyer (Eds.) Cambridge University Press, UK. pp 431. Available from Cambridge University Press, The Edinburgh Building Shaftesbury Road, Cambridge CB2 2RU ENGLAND

[24] https://www.polytechnique-insights.com/dossiers/planete/quelles-sont-les-pistes-pourreduire-les-emissions-de-lagriculture/comment-reduire-les-emissions-de-ges-danslagriculture/#note-content-2

[25] Sorokhtin, O.G., Chilingar, G.V., Khilyuk, L.F., 2007. Global Warming and Global Cooling Evolution of Climate on Earth. Developments in Earth and Environmental Sciences, 5, xi-xvi, 1313. https://doi.org/10.1016/S1571-9197(06)05001-4

[26] https://www.sealevel.info/C3_and_C4_Pflanze_vs_CO2_Konzentration_2018.png