Google prévoit d’alimenter un nouveau centre de données avec des combustibles fossiles, tout en ne rejetant quasiment aucune émission : voici comment fonctionne sa technologie de capture du carbone.
Avec la multiplication des centres de données dédiés à l’IA à travers le pays, leur consommation énergétique et les émissions de gaz à effet de serre qui en résultent suscitent des inquiétudes. Fonctionnant en permanence avec des serveurs et des systèmes de refroidissement énergivores, ces bâtiments peuvent consommer de quelques mégawatts pour un petit centre de données à plus de 100 mégawatts pour un centre de données hyperscale. À titre de comparaison, une centrale électrique au gaz naturel de grande taille construite aux États-Unis produit en moyenne moins de 1 000 mégawatts .
Lorsque l’énergie alimentant ces centres de données provient de combustibles fossiles, ils peuvent devenir d’importantes sources d’émissions contribuant au réchauffement climatique dans l’atmosphère – à moins que les centrales électriques ne captent d’abord leurs gaz à effet de serre et ne les stockent ensuite.
Google a récemment conclu un accord d’achat d’électricité unique en son genre pour soutenir la construction d’une centrale électrique au gaz naturel dans l’Illinois, conçue précisément pour cela grâce à la capture et au stockage du carbone.
Alors, comment fonctionne le captage et le stockage du carbone (CCS : carbon capture and storage) pour un projet comme celui-ci ?
Comment fonctionne CCS
La combustion des énergies fossiles pour produire de l’électricité libère du dioxyde de carbone , un puissant gaz à effet de serre qui persiste dans l’atmosphère pendant des siècles. En s’accumulant, ces gaz forment une sorte de couverture qui retient la chaleur près de la surface terrestre. Une concentration trop élevée entraîne un réchauffement excessif de la Terre, provoquant des changements climatiques tels que l’aggravation des vagues de chaleur, la montée du niveau de la mer et l’intensification des tempêtes.
Le captage et le stockage du carbone consistent à capter le dioxyde de carbone provenant des centrales électriques, des procédés industriels ou même directement de l’air, puis à le transporter, souvent par des pipelines, vers des sites où il peut être injecté en toute sécurité sous terre pour un stockage permanent.
Aperçu de quelques procédés de captage et de stockage du carbone. Les pipelines acheminant le pétrole vers la couche pétrolière (en noir) et le puits de pétrole illustrent la récupération assistée du pétrole. Bureau du budget du Congrès, gouvernement fédéral des États-Unis
Le dioxyde de carbone peut être transporté sous forme de gaz supercritique – c’est-à-dire à la limite de la transition liquide-gaz et possédant les propriétés des deux états – ou dissous dans un liquide. Une fois injecté en profondeur, il peut se retrouver piégé de façon permanente dans la structure géologique, se dissoudre dans la saumure ou se minéraliser, transformant ainsi la structure en roche.
L’objectif du stockage du carbone est de garantir que le dioxyde de carbone puisse être maintenu hors de l’atmosphère pendant une longue période.
Types de stockage souterrain de carbone
Il existe plusieurs options pour stocker le dioxyde de carbone sous terre .
Les gisements de pétrole et de gaz naturel épuisés offrent un important espace de stockage, et l’avantage supplémentaire est que la plupart sont déjà cartographiés et leurs limites connues. Ils ont contenu des hydrocarbures pendant des millions d’années.
On peut également injecter du dioxyde de carbone dans les gisements de pétrole ou de gaz en exploitation afin d’en extraire davantage tout en laissant la majeure partie du dioxyde de carbone sur place. Cette méthode, appelée récupération assistée du pétrole et du gaz , est la plus couramment utilisée aujourd’hui par les projets de captage et de stockage du carbone aux États-Unis, et l’une des raisons pour lesquelles le CSC suscite des critiques de la part des groupes environnementaux.
Les roches basaltiques volcaniques et les formations carbonatées sont considérées comme d’excellentes candidates pour le stockage géologique sûr et à long terme, car elles contiennent des ions calcium et magnésium qui interagissent avec le dioxyde de carbone et le transforment en minéraux . L’Islande a été pionnière dans ce domaine en utilisant son socle rocheux de basalte volcanique pour le stockage du carbone. Le basalte recouvre également la majeure partie de la croûte océanique, et les scientifiques explorent le potentiel des réservoirs de stockage sous-marins .
Comment l’Islande utilise le basalte pour transformer le dioxyde de carbone capturé en minéraux solides.
Aux États-Unis, une quatrième option présente probablement le plus grand potentiel pour le stockage industriel du dioxyde de carbone : les aquifères salins profonds, que Google prévoit d’utiliser. Ces aquifères, largement répandus, sont des formations sédimentaires poreuses et perméables composées de grès, de calcaire ou de dolomie. Ils sont remplis d’eau souterraine fortement minéralisée, impropre à la consommation humaine mais parfaitement adaptée au stockage du CO₂.
Les aquifères salins profonds possèdent également d’importantes capacités de stockage, allant d’environ 1 000 à 20 000 gigatonnes. À titre de comparaison, les émissions totales de carbone du pays provenant des combustibles fossiles en 2024 étaient d’environ 4,9 gigatonnes.
À l’automne 2025, 21 installations industrielles aux États-Unis utilisaient le captage et le stockage du carbone, notamment des industries de production de gaz naturel, d’engrais et de biocarburants, selon le rapport 2025 du Global CCS Institute. Cinq d’entre elles exploitent des aquifères salins profonds, et les autres ont recours à l’amélioration de la récupération du pétrole ou du gaz. Huit autres installations industrielles de captage du carbone étaient en construction.
Le projet de Google est unique car il repose sur un contrat d’achat d’électricité qui rend possible la construction d’une centrale électrique avec captage et stockage du carbone.
Le plan de stockage de Google dans les aquifères salins profonds
La centrale électrique au gaz naturel de 400 mégawatts de Google , qui sera construite avec Broadwing Energy , est conçue pour capter environ 90 % des émissions de dioxyde de carbone de la centrale et les acheminer sous terre pour un stockage permanent dans un aquifère salin profond de la formation de grès du mont Simon, située à proximité .
La formation de grès du mont Simon est un immense aquifère salin qui s’étend sous la majeure partie de l’Illinois, le sud-ouest de l’Indiana, le sud de l’Ohio et l’ouest du Kentucky. Elle possède une couche de grès très poreux et perméable qui en fait un candidat idéal pour l’injection de dioxyde de carbone. Afin de maintenir le dioxyde de carbone à l’état supercritique, cette couche doit avoir une profondeur d’au moins 800 mètres .
Une épaisse couche de schiste d’eau claire recouvre la formation de Mount Simon, formant une couverture qui empêche le dioxyde de carbone stocké de s’échapper. À l’exception de quelques petites zones proches du Mississippi, le schiste d’Eau Claire est particulièrement épais – plus de 90 mètres – dans la majeure partie du bassin de l’Illinois.
La capacité de stockage estimée de la formation du mont Simon varie de 27 gigatonnes à 109 gigatonnes de dioxyde de carbone.
Le projet de Google prévoit d’utiliser un site de puits d’injection existant, qui avait servi lors de la première démonstration à grande échelle de stockage de carbone dans la formation de Mount Simon. Le producteur alimentaire Archer Daniels Midland a commencé à y injecter du dioxyde de carbone provenant d’usines de transformation de maïs voisines en 2012.
Le captage et le stockage du carbone ont connu des difficultés au fil des années, notamment la rupture d’un pipeline en 2020 qui a entraîné des évacuations à Satartia, dans le Mississippi, et provoqué des pertes de connaissance chez plusieurs personnes. Suite à une récente fuite souterraine sur le site d’Archer Daniels Midland, dans l’Illinois, l’Agence de protection de l’environnement (EPA) a exigé en 2025 que l’entreprise renforce son système de surveillance. Du dioxyde de carbone stocké s’est infiltré dans une zone non autorisée, mais aucune menace pour les ressources en eau n’a été signalée.
Pourquoi le CCS est-il important ?
Les centres de données connaissent une expansion rapide et les fournisseurs d’énergie devront augmenter leur capacité de production pour répondre à cette demande. La société d’intelligence artificielle OpenAI exhorte les États-Unis à construire 100 gigawatts de nouvelle capacité chaque année, soit le double du rythme actuel.
De nombreux experts en énergie, dont l’Agence internationale de l’énergie, estiment que le captage et le stockage du carbone seront nécessaires pour ralentir le changement climatique et empêcher les températures mondiales d’atteindre des niveaux dangereux à mesure que la demande énergétique augmente.