Atteindre la neutralité carbone d’ici 2050 constitue l’un des plus grands défis de notre époque. Cette ambition engage à la fois la science, l’industrie, l’économie et la société dans son ensemble. Pour réussir, trois piliers sont indissociables : sobriété, innovations technologiques de rupture et stratégie industrielle de long terme. Derrière la contrainte climatique se profile un immense projet de transformation, qui place la technologie au cœur d’un nouveau récit collectif.

Une transformation systémique

Les émissions mondiales de CO_₂ avoisinent les 38 gigatonnes par an. Limiter le réchauffement exige une réduction rapide, mais plusieurs obstacles se dressent :

• La temporalité : les infrastructures lourdes – cimenteries, aviation, réseaux – fonctionnent sur des cycles de plusieurs décennies. Décider aujourd’hui, c’est conditionner 2035-2040.
• Les investissements : il faudra consacrer plusieurs points de PIB chaque année à la recherche, l’innovation et aux infrastructures bas-carbone.
• La souveraineté : l’Europe dépend encore de ses importations énergétiques. La réindustrialisation, centrée sur l’énergie et les technologies, devient une condition stratégique.

Cette mutation systémique suppose donc de conjuguer anticipation, investissements massifs et souveraineté énergétique.

L’électricité bas-carbone : colonne vertébrale de la transition

L’avenir paraît électrique. Pompes à chaleur, fours industriels, batteries, véhicules électriques, réseaux intelligents. Même si leurs diffusions ne sont pas homogènes, tous s’appuient sur une électricité abondante et décarbonée. La France dispose d’un atout unique avec son mix dominé par le nucléaire et l’hydraulique, mais la demande peut croître de près de 50% d’ici 2050. Cela impose :

• de nouvelles capacités nucléaires pour garantir une production pilotable, indispensable face à l’intermittence des énergies renouvelables ;
• des parcs renouvelables (solaire, éolien, hydraulique) modernisés et diversifiés ;
• des réseaux intelligents et flexibles, capables de gérer des flux d’électricité variables en temps réel.

La compétitivité industrielle et la décarbonation reposent sur la capacité à construire ce socle énergétique durable.

Captage, utilisation et stockage du CO_₂ (CCUS) : une technologie prometteuse

Certaines émissions sont incompressibles, issues des procédés de la chimie, des cimenteries ou de la sidérurgie. Les technologies de captage, utilisation et stockage du CO_₂ (CCUS) deviennent donc indispensables. Deux voies se dessinent :

• Le stockage géologique durable du carbone, déjà expérimenté dans certaines régions (notamment en mer du Nord).
• La réutilisation du CO_₂ pour fabriquer des carburants de synthèse, des plastiques ou même de nouveaux matériaux de construction.

À l’horizon 2040-2050, la France devrait traiter entre 30 et 50 millions de tonnes de CO_₂ par an. Cela nécessiterait un inventaire précis des gisements de stockage, un cadre réglementaire clair et le lancement prochain de démonstrateurs industriels.

Industrie du ciment : un verrou à lever

Le ciment, matériau universel, est responsable de 6% des émissions mondiales. Deux leviers technologiques s’imposent :

• En aval, optimiser la conception architecturale pour réduire les volumes de béton, recycler systématiquement les bétons existants, et promouvoir d’autres matériaux (bois, acier).
• En amont, transformer le procédé : cuissons électrifiées, substitution partielle du clinker, et surtout captage du CO_₂ de réaction.

Des pistes radicales existent, comme les bétons géopolymères ou les liants alternatifs, mais elles nécessitent des efforts de recherche et un soutien massif aux start-ups. Si la France veut retrouver un leadership technologique dans le BTP, la réorganisation de sa R&D et le soutien à lui apporter sont urgents.

Aviation : repousser les limites technologiques

Dans le transport aérien, la contrainte carbone est particulièrement forte. Les solutions reposent sur les carburants durables (SAF). Deux grandes voies se dessinent :

• Les biocarburants avancés, issus de biomasses réglementées. Ils constituent une solution partielle (moins de 20% des besoins) étant donné la rareté des ressources disponibles.
• Les carburants de synthèse (e-fuels), construits à partir d’hydrogène bas-carbone et de CO_₂ capté. Ces e-fuels incarnent une brique technologique majeure, mais extrêmement gourmande en énergie : produire un million de tonnes de kérosène de synthèse demande environ 37 TWh d’électricité.

Les besoins européens de ces carburants atteindront 30 Mt/an en 2050, dont 6 Mt pour la France. Dès 2035, un tiers de ces volumes devra être disponible, imposant dès aujourd’hui la construction d’usines, électrolyseurs et infrastructures logistiques à grande échelle.

Agriculture, villes et numérique : innovation comme levier

La décarbonation ne se limite pas à l’industrie lourde.

• Agriculture : réduction des émissions de méthane, intensification du stockage de carbone dans les sols via des pratiques agroécologiques et de nouvelles technologies de suivi.
• Villes : responsables de 70% de la consommation énergétique, elles doivent associer bâtiments bas-carbone, mobilités innovantes, « smart grids » et matériaux durables. Les villes deviennent ainsi des laboratoires de la transition.
• Numérique : malgré sa consommation croissante d’énergie, il constitue un levier formidable d’efficacité : optimisation des bâtiments, des flux logistiques, des systèmes énergétiques. Utilisé intelligemment, le numérique devient une technologie d’entraînement (« enabling technology »).

Sobriété et innovation : dépasser les faux débats

Certains prônent une sobriété radicale, d’autres misent tout sur la technologie. En réalité, l’avenir réside dans une combinaison dynamique des deux options :

• La sobriété, pour maîtriser les usages et réduire les gaspillages ;
• L’innovation technologique, pour transformer durablement les systèmes productifs sans dégrader la qualité de vie.

Ce couple ouvre la voie à une croissance responsable, fondée sur l’efficacité énergétique, l’innovation industrielle et la justice sociale.

Recommandations

1. Déployer massivement l’électricité bas-carbone, nucléaire et renouvelable, avec réseaux modernisés.
2. Structurer une filière CCUS, avec sites de stockage cartographiés et projets pilotes industriels.
3. Créer une industrie compétitive des carburants de synthèse reposant sur l’hydrogène et la capture directe du CO₂.
4. Relancer la recherche et l’innovation dans le bâtiment et les matériaux de construction pour faire émerger des procédés novateurs.
5. Coordonner les politiques publiques sectorielles afin de donner une lisibilité durable aux investisseurs et industriels.
6. Former et mobiliser les compétences techniques indispensables à la montée en puissance des technologies de transition.

Ce texte résulte d’une synthèse de rapports de l’Académie des technologies générée par des IA génératives. Cette version a été relue et révisée par les auteurs des rapports