Les puits de carbone, des alliés discrets du climat
Lorsqu’une voiture consomme du carburant ou qu’une centrale brûle du charbon, du carbone jusque-là contenu dans une ressource fossile rejoint l’atmosphère sous forme de dioxyde de carbone. Pourtant, l’intégralité de ce CO₂ ne demeure pas dans l’air. Une partie est absorbée par les milieux terrestres et les océans, au fil de processus physiques, chimiques et biologiques.
Ces échanges constituent le sujet du documentaire « Puits de carbone, une chance pour le climat », réalisé par Pierre Bressiant et produit par CNRS Images. Le film présente les recherches consacrées à ces mécanismes et à leur possible évolution. Il invite à regarder autrement des paysages familiers : une forêt, une prairie ou une étendue marine participent à des échanges invisibles qui influencent le climat.
Un réservoir n’est pas toujours un puits
La distinction est essentielle. Un réservoir contient une certaine quantité de carbone : le bois d’un arbre, la matière organique d’un sol ou l’eau de l’océan en sont des exemples. Le mot « puits » décrit un bilan sur une période donnée : le milieu absorbe alors davantage de carbone qu’il n’en libère.
Un écosystème peut donc conserver un stock considérable sans l’augmenter. Il peut aussi devenir une source nette si ses pertes dépassent ses apports. Pour comprendre son rôle
climatique, il faut examiner à la fois le carbone déjà présent et les échanges qui font évoluer cette réserve.
Dans les forêts, le carbone circule entre les arbres et le sol
Grâce à la photosynthèse, les végétaux utilisent l’énergie lumineuse pour incorporer du carbone provenant du CO₂ atmosphérique dans leur matière organique. Une partie entre dans la fabrication des feuilles, des branches, du tronc et des racines. La croissance végétale contribue ainsi à retirer du dioxyde de carbone de l’air.
Mais les plantes respirent également. Et lorsqu’une feuille tombe ou qu’une branche meurt, les
organismes décomposeurs transforment cette matière, avec des rejets de CO₂. Une forêt est donc traversée par des flux dans les deux sens. Son bilan dépend notamment de sa croissance, de sa mortalité, des prélèvements de bois et des perturbations qu’elle subit.
Pourquoi la présence d’arbres ne suffit pas à connaître le bilan
Selon leurs caractéristiques et leur état, les
forêts peuvent absorber davantage de carbone qu’elles n’en rejettent, ou présenter le bilan inverse. Un incendie, une dégradation importante ou une déforestation modifient ces échanges. L’utilisation du bois récolté intervient aussi : le carbone peut rester un temps dans un produit ou retourner dans l’atmosphère.
La Commission économique des Nations unies pour l’Europe souligne cette diversité de situations. Protéger le rôle climatique d’une forêt demande donc de considérer l’ensemble du système, y compris le bois mort, la litière et les sols, plutôt que de compter uniquement les arbres visibles.
L’océan absorbe du CO₂ par plusieurs mécanismes
À la surface de la mer, le dioxyde de carbone est échangé avec l’atmosphère. Une partie se dissout dans l’eau et participe à des réactions chimiques. Les mouvements océaniques peuvent ensuite transporter du carbone vers des eaux plus profondes, l’éloignant des échanges immédiats avec l’air.
La vie marine intervient également. Les microalgues du phytoplancton utilisent le carbone pour leur photosynthèse. Une partie de la matière organique produite rejoint les
profondeurs sous forme de particules. Une grande quantité est cependant décomposée au cours de ce trajet : toute production biologique à la surface ne correspond donc pas à un stockage durable au fond de la mer.
Une absorption qui transforme la chimie de l’eau
Le service américain NOAA rappelle que l’absorption de CO₂ provoque une acidification de l’océan. Cela signifie que son pH diminue ; l’eau de mer ne devient pas pour autant globalement acide.
Les réactions associées réduisent notamment la disponibilité des ions carbonate, utilisés par différents organismes pour construire des structures calcaires. L’absorption océanique atténue ainsi l’accumulation de CO₂ dans l’atmosphère tout en modifiant les conditions de vie dans le milieu marin. Ces deux conséquences doivent être comprises ensemble.
Source :
NOAA, Pacific Marine Environmental Laboratory. Schéma explicatif en anglais.
Sous nos pieds, les sols conservent du carbone organique
Le carbone du sol provient notamment des racines, des résidus végétaux et de leur transformation par les organismes vivants. Ce qui semble n’être que de la terre contient un mélange de matières minérales et organiques dont la composition évolue continuellement.
Selon le GIS Sol, le premier mètre des sols mondiaux renferme entre 1 500 et 2 400 milliards de tonnes de carbone organique. Cet ordre de grandeur concerne le carbone, et non une masse équivalente de CO₂ : les deux unités ne doivent pas être confondues. Il décrit aussi un stock existant, pas une quantité supplémentaire que l’on pourrait facilement retirer de l’atmosphère.
Un stockage dont la durée varie fortement
Les chercheurs du département de Géosciences de l’École normale supérieure expliquent que le temps de présence du carbone dans les sols peut varier de quelques heures à plusieurs millénaires. Tout dépend de sa forme et des conditions du milieu.
Une partie de la matière organique est décomposée rapidement. Une autre devient moins accessible aux micro-organismes, notamment lorsqu’elle se lie à des minéraux ou se trouve protégée dans des agrégats. Le froid ou le manque d’oxygène peuvent aussi ralentir la décomposition. La quantité de carbone conservée résulte donc d’un équilibre entre les apports et les pertes, sensible aux usages du sol.
Des puits naturels sensibles au changement climatique
Dans son sixième rapport d’évaluation, le GIEC décrit les multiples interactions entre climat et cycle du carbone. La disponibilité en eau, la température et les nutriments influencent la croissance végétale. Les sécheresses et les fortes chaleurs peuvent réduire l’absorption terrestre, tandis que le réchauffement modifie également les échanges océaniques.
Il faut toutefois éviter de présenter tous les puits comme s’ils évoluaient simultanément de la même façon. Leur fonctionnement varie selon les régions et les années. Le Global Carbon Budget indique ainsi que, sur la période 2014-2023, les terres et les océans ont continué à absorber ensemble environ la moitié des émissions humaines de CO₂, malgré les effets défavorables du
changement climatique.
Cette observation ne constitue pas une garantie pour l’avenir. Elle montre plutôt l’importance de mesurer ces échanges dans la durée. Une modification du puits naturel change la quantité de CO₂ qui reste dans l’atmosphère pour un même niveau d’émissions humaines.
Un documentaire pour comprendre les recherches sur le carbone
Le film du CNRS donne la parole à plusieurs spécialistes, parmi lesquels la climatologue Valérie Masson-Delmotte, les océanographes Laurent Bopp et Jean-Pierre Gattuso, ainsi que des chercheurs travaillant sur les sols. Cette diversité de disciplines reflète celle du sujet : aucun instrument et aucune spécialité ne suffisent à suivre seuls le parcours du carbone.
Produit en 2020, ce documentaire reste une porte d’entrée pédagogique sur les mécanismes. Ses éventuels chiffres doivent néanmoins être rattachés à leur période de référence. Les données d’un bilan carbone évoluent avec les émissions, les observations et les méthodes d’estimation.
Voir le documentaire :
Puits de carbone, une chance pour le climat — chaîne CNRS.
Préserver les réservoirs et réduire les émissions : deux efforts complémentaires
Comprendre les puits de carbone conduit à poser deux questions : comment conserver les stocks déjà présents, et dans quelles conditions les milieux peuvent-ils continuer à absorber du CO₂ ? Préserver une réserve évite une perte ; augmenter durablement un stock apporte un bénéfice supplémentaire. Ce sont deux résultats distincts, qui méritent chacun d’être mesurés.
La durée compte également. Retirer momentanément du carbone de l’atmosphère ne garantit pas qu’il y restera absent pendant des siècles. C’est pourquoi les puits naturels doivent être pris en compte avec leurs limites, leurs vulnérabilités et leurs autres fonctions écologiques.
Leur rôle demeure précieux. Les
forêts, les sols et les océans relient le climat au fonctionnement du vivant et aux grands échanges planétaires. Les préserver accompagne la réduction des émissions : la
nature participe à la régulation du carbone, mais sa capacité d’absorption ne permet pas d’ignorer ce que les activités humaines continuent de rejeter.
Sources et ressources pour approfondir
CNRS Images — Présentation du documentaire et année de production.
CEE-ONU — Forêts, puits et séquestration du carbone.
GIEC — Cycle du carbone et rétroactions climatiques, rapport de 2021.
Global Carbon Budget 2024 — Questions sur les puits naturels et bilan 2014-2023.
GIS Sol — Le carbone et les matières organiques.
ENS — Cinq questions sur le stockage de carbone dans les sols.
NOAA — Comprendre l’acidification de l’océan.
Wikipédia — Puits de carbone.