Décarbonation du secteur chimique : enjeux, innovations et financements pour une industrie bas-carbone
Par Rochemy BALEUS, Consultant en financement de l’innovation
Le secteur de la chimie fait face à des défis croissants liés à la décarbonation de ses procédés et de ses produits. La demande en molécules et matériaux bas-carbone augmente fortement, sous l’effet combiné des objectifs climatiques internationaux, des évolutions réglementaires européennes et des nouvelles attentes des clients en matière de transparence et d’empreinte environnementale.
En France, ces enjeux se structurent autour de la Stratégie Nationale Bas-Carbone (SNBC) et de la feuille de route de décarbonation de la chimie publiées par les ministères en charge de l’Économie, de l’Industrie et de la Transition écologique. Ces documents cadre fixent des objectifs précis de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) pour l’industrie et pour la chimie en particulier, avec des trajectoires à 2030 et 2050.
Dans cette dynamique, le système européen d’échange de quotas d’émissions (EU ETS) joue un rôle central. Les sites chimiques de grande taille doivent en effet surveiller, déclarer et couvrir leurs émissions de CO₂ par des quotas. Des sanctions financières sont appliquées en cas de non-conformité. Ce dispositif crée alors un signal-prix sur le carbone et incite les industriels à réduire leurs émissions et à investir dans des technologies bas-carbone.
La directive CSRD (Corporate Sustainability Reporting Directive) renforce en parallèle les obligations de reporting extra-financier. Les grandes entreprises et les sociétés cotées du secteur chimique doivent publier des informations détaillées sur leurs émissions directes et indirectes (scopes 1, 2, 3), leurs risques climatiques et leurs plans de transition. La directive impose une standardisation des indicateurs de durabilité et augmente la pression des investisseurs et des parties prenantes sur les trajectoires de décarbonation.
La taxonomie verte européenne complète ce cadre réglementaire. Elle définit des critères techniques pour qualifier les activités économiques durables au regard de six objectifs environnementaux, dont l’atténuation du changement climatique. Les projets de décarbonation de la chimie tels que l’électrification des procédés, l’hydrogène bas-carbone et le CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage) peuvent être classés comme éligibles ou alignés s’ils respectent ces critères et le principe de « Do No Significant Harm ». Cette classification oriente les flux financiers vers les projets les plus vertueux.
La décarbonation du secteur chimique devient ainsi un levier incontournable de réponse aux attentes du marché. Les entreprises cherchent à améliorer le profil environnemental de leurs procédés et produits, à se positionner sur des segments « bas-carbone » et à valoriser leurs investissements à travers les cadres CSRD et taxonomie verte. Elles développent des projets d’électrification, de production d’hydrogène bas-carbone, de CCUS, de chimie biosourcée et de recyclage chimique, tout en restant compétitives face à leurs concurrents internationaux.
L’industrie chimique occupe ainsi une place singulière dans la transition bas-carbone. Alors qu’elle fait partie des secteurs industriels les plus émetteurs de GES, elle fabrique en même temps les matériaux et les molécules sans lesquels la décarbonation de l’économie tout entière serait impossible : isolants thermiques, membranes d’électrolyse, matériaux pour batteries, plastiques biosourcés, solvants verts. Cette double position émettrice et habilitante place la chimie au cœur des enjeux climatiques et industriels de la décennie.
La décarbonation du secteur chimique occupe une place croissante dans les politiques industrielles et climatiques nationales et européennes. Ce secteur représente environ 2,2 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre et figure parmi ceux les plus émetteurs à l’échelle globale.
En France, la chimie émet près de 15 MtéqCO₂ par an, dont environ 50 % sont des émissions de procédé impossibles à éliminer par la seule substitution énergétique. Elle représente environ 25 % des émissions de l’industrie manufacturière nationale (Figure 1). Une large part de ces émissions provient de la combustion de combustibles fossiles pour la production de chaleur industrielle. Le reste découle directement des réactions chimiques et des procédés (CO₂, N₂O, HFC).
Figure 1 : Evolution des émissions du secteur de l’industrie manufacturière, en Mt CO2e (Source : inventaire national des émissions de gaz à effet de serre, Citepa, Secten 2026)
Ce poids climatique s’accompagne d’efforts importants de réduction. Les émissions de GES de l’industrie manufacturière française ont diminué de 30 % entre 1990 et 2023. Dans la chimie, les émissions ont diminué de 69 % entre 1990 et 2024, notamment grâce à une réduction drastique des émissions de N₂O (–99 %) liées à la production d’acides adipique et nitrique. Malgré ces progrès, les émissions de CO₂ liées à l’usage de gaz naturel et à certains procédés restent élevées.
Les objectifs de décarbonation sont inscrits dans les documents de planification nationaux. La SNBC prévoit ainsi pour l’industrie une réduction de 35 % des émissions en 2030 et de 81 % en 2050 par rapport à 2015. Pour la chimie, la feuille de route actualisée en 2023 par France Chimie vise, selon les scénarios, une réduction comprise entre 41 % et 49 % en 2030 par rapport à 2015. Le scénario central retenant une baisse de 41 %.
À l’échelle mondiale, le secteur chimique représente le 4e secteur industriel, avec un chiffre d’affaires estimé à environ 5 000 milliards de dollars et près de 10 millions d’emplois directs. La Chine à elle seule concentre environ 40 % de la production mondiale. En Europe, le secteur génère un chiffre d’affaires d’environ 550 milliards d’euros et emploie plus de 1,1 million de personnes. En France, c’est le premier secteur manufacturier exportateur, avec environ 225 000 salariés.
Les besoins d’investissement reflètent l’ampleur de la transformation. Les estimations pour le secteur chimique en France indiquent un besoin cumulé de 4 à 6 milliards d’euros d’ici 2030, puis de 14 à 19 milliards d’euros d’ici 2050. Ces montants couvrent l’électrification des procédés, le déploiement de l’hydrogène bas-carbone, le CCUS, l’efficacité énergétique avancée et les investissements dans des unités de chimie biosourcée ou de recyclage chimique.
Le contexte économique récent renforce l’urgence d’agir. La production de la chimie en France a reculé de 0,3 % en 2024, avec une baisse du chiffre d’affaires de 5 % et des investissements de –15 %. En 2025, ce repli s’est accentué (–2,9 % en volume, –1,3 % de CA). L’Europe est la seule région du monde où la production chimique recule (–2,4 % en 2025), tandis que la Chine, passée de 10 % à 46 % des parts de marché mondiales entre 2008 et 2024, tire la croissance mondiale à +3,8 %. Décarboner sans perdre en compétitivité constitue donc le défi central du secteur.
Les financements publics se structurent pour accompagner ce mouvement. En France, 74 projets de décarbonation dans la chimie ont bénéficié de soutien dans le cadre de France Relance, pour un volume d’émissions évitées estimé à environ 600 000 tonnes de CO₂ par an. Au niveau européen, l’Innovation Fund mobilise plusieurs dizaines de milliards d’euros jusqu’en 2030 pour financer des projets industriels bas-carbone à grande échelle.
La décarbonation profonde de l’industrie chimique ne repose pas sur un seul levier technologique, mais sur une combinaison d’innovations scientifiques, de procédés et méthodologiques qui se renforcent mutuellement. Quatre grands axes structurent ainsi les agendas de R&D du secteur.
La chaleur industrielle représente la part la plus importante de la consommation énergétique du secteur chimique. Des réacteurs chauffés au gaz aux colonnes de distillation, la majorité de cette énergie provient encore de la combustion de combustibles fossiles. L’électrification de ces procédés via des chaudières à vapeur électriques, des pompes à chaleur industrielles à haute température, des systèmes de chauffage par induction ou par micro-ondes, constitue le levier de décarbonation le plus direct pour les émissions énergétiques.
Ces technologies gagnent rapidement en maturité. En France, l’abondance d’une électricité bas-carbone d’origine nucléaire constitue un avantage compétitif fort. Les travaux de R&D portent notamment sur les pompes à chaleur industrielles capables d’atteindre des températures de 150 à 200°C, l’intégration des énergies renouvelables dans les bilans énergétiques des sites, et la flexibilité de la consommation électrique pour optimiser les coûts d’approvisionnement. L’électrification figure parmi les principaux leviers retenus par les sept lauréats du premier appel d’offres de GPID [1], dont Ineos Naphtachimie (297 M€ de soutien public).
L’industrie chimique est l’un des plus grands consommateurs mondiaux d’hydrogène, utilisé comme réactif dans la production d’ammoniac, de méthanol et de nombreux intermédiaires. Cet hydrogène est aujourd’hui quasi exclusivement produit par vaporeformage du gaz naturel, procédé très émetteur dit hydrogène « gris ». Sa substitution par de l’hydrogène bas-carbone produit par électrolyse de l’eau (« vert ») ou par vaporeformage avec captage du CO₂ (« bleu ») représente un gisement de réduction d’émissions considérable.
Pour en savoir plus sur la décarbonation de la production de l’hydrogène, découvrez notre article d’expert « Décarbonation de la production de l’hydrogène : les défis des hydrogènes « bleu » et « vert » ». Je découvre l’article.
L’État a lancé fin 2025 un mécanisme de soutien à la production d’hydrogène décarboné sous forme d’enchères, ciblant des projets par électrolyse d’une puissance de 5 à 100 MW destinés à des usages industriels directs. Les industriels de la chimie constituent l’une des cibles prioritaires de ce dispositif. Les travaux de R&D portent sur la réduction des coûts des électrolyseurs, l’amélioration de leur durabilité et l’optimisation des procédés aval.
Pour les émissions de procédé incompressibles dont celles liées à la transformation de la matière et non à la combustion, comme la production d’ammoniac ou d’oxyde d’éthylène, le CCUS s’impose comme l’une des rares solutions disponibles à moyen terme. Ces émissions de procédé représentent environ 36 % des émissions industrielles nationales et ne peuvent pas être éliminées par la seule substitution énergétique.
Les projets industriels de CCUS se structurent rapidement en Europe. Le projet Kairos@C, initiative conjointe d’Air Liquide et de BASF sur le site chimique d’Anvers, vise à développer la plus grande chaîne de valeur CCS transfrontalière au monde. Il cible cinq sites producteurs d’hydrogène, d’ammoniac et d’oxyde d’éthylène, avec un potentiel de réduction de 14,2 millions de tonnes de CO₂ sur dix ans. Il bénéficie d’une subvention de 260 M€ approuvée par la Commission européenne en 2026. En France, les travaux de l’IFPEN sur le procédé DMX à solvant démixant, commercialisé via Axens, visent à réduire significativement la consommation énergétique du captage par rapport aux procédés classiques aux amines.
Enfin, le remplacement des feedstocks fossiles par des ressources renouvelables ou issues du recyclage constitue la quatrième trajectoire de rupture. La chimie verte développe de nouveaux procédés catalytiques plus sélectifs, moins consommateurs d’énergie et générant moins de déchets. Les biotechnologies industrielles permettent de synthétiser des molécules complexes à partir de biomasse via des voies fermentaires ou enzymatiques, en substitution de procédés pétrochimiques énergivores.
Le recyclage chimique des plastiques connaît des avancées significatives. Pyrolyse catalytique, gazéification et dépolymérisation permettent de régénérer des monomères ou des intermédiaires chimiques à partir de déchets plastiques non recyclables mécaniquement. Ces innovations réduisent les émissions de scope 1 et la dépendance structurelle aux hydrocarbures, tout en répondant aux obligations croissantes de contenu recyclé imposées par la réglementation européenne.
La Commission européenne place explicitement la chimie parmi les industries prioritaires du Clean Industrial Deal, aux côtés de l’acier, du ciment et des métaux non ferreux. Cette reconnaissance politique se traduit par des engagements de financement croissants et par une articulation renforcée entre réglementation et soutien à l’innovation. L’AIE de son côté a souligné que la moitié des technologies nécessaires à la décarbonation de l’industrie mondiale n’en sont encore qu’au stade de démonstrateur ou de prototype. L’enjeu des prochaines années réside donc dans ce passage à l’échelle industrielle.
Le paysage du financement de la décarbonation industrielle s’est considérablement structuré depuis 2022. Les dispositifs couvrent l’ensemble du spectre d’innovation, de la recherche industrielle amont jusqu’aux très grands projets d’investissement, à l’échelle nationale comme européenne. L’industrie chimique est explicitement ciblée par plusieurs de ces mécanismes.
Le partenariat Processes4Planet (P4Planet), successeur du partenariat SPIRE de Horizon 2020, constitue le cadre de référence pour la R&D collaborative sur la décarbonation et la circularité des industries de transformation. Doté d’un budget total de 2,6 milliards d’euros (1,3 Md€ d’Horizon Europe et 1,3 Md€ de partenaires privés regroupés au sein d’A.SPIRE, avec plus de 150 membres), il couvre dix secteurs dont la chimie, le ciment, la céramique, la sidérurgie et les métaux non ferreux.
L’appel HORIZON-CID-2026-01 du Clean Industrial Deal, doté de 275 millions d’euros en 2026, cible les démonstrateurs industriels à grande échelle dans les industries énergivores, chimie incluse. Les projets démarrent à TRL 6 et doivent atteindre TRL 7 à 8, avec un financement européen jusqu’à 25 M€ par projet. La date limite de dépôt était fixée au 15 septembre 2026. Il s’articule avec l’Innovation Fund, principal levier pour les projets à forte intensité capitalistique proches du marché, doté d’environ 40 milliards d’euros jusqu’en 2030.
| Financeur | AAP | Organismes ciblés | Objectifs principaux | Date de clôture |
| Horizon Europe | HORIZON-CID-2026-01 (Clean Industrial Deal) | Industriels, consortiums public-privé, centres
de recherche |
Décarbonation des industries énergivores (chimie, acier, ciment) ; démonstrateurs TRL 6→7-8 ; jusqu’à 25 M€/projet ; budget 275 M€. | 15 sept. 2026 |
| Commission européenne | Innovation Fund (grands projets) | Entreprises, consortiums industriels | Projets de décarbonation à forte intensité capitalistique proches du marché. ~40 Md€ jusqu’en 2030. | Fil de l’eau |
| Horizon Europe / A.SPIRE | Processes4Planet (P4Planet) | Industriels, PME, laboratoires, universités | R&D collaborative sur la circularité et la décarbonation des industries de procédé (chimie incluse). Budget total 2,6 Md€. | Fil de l’eau |
Il s’avère qu’un successeur est prévu à l’appel à projet HORIZON-CID-2026-01 dans le programme de travail Horizon Europe 2026-2027. Il sera dénommé HORIZON-CID-2027-01.
France 2030 structure un écosystème de financements publics couvrant tous les niveaux de maturité technologique et toutes les tailles de projets, opérés principalement par l’ADEME. Ces dispositifs s’organisent selon une logique de guichet progressive. Dans cette logique, plusieurs niveaux structurent cet écosystème.
Le premier niveau cible la recherche et l’innovation. Les appels IBaC PME et DEMIBaC financent le développement de briques technologiques nouvelles, du stade de recherche industrielle jusqu’à la démonstration à l’échelle pilote. Ces dispositifs s’adressent prioritairement aux PME et aux consortiums cherchant à valider une solution innovante avant son déploiement industriel.
Le deuxième niveau soutient le déploiement des projets à l’échelle des sites industriels. DECARB-FLASH cible les investissements inférieurs à 3 M€, tandis que DECARB-IND accompagne les projets de plus grande envergure. Ces dispositifs financent des investissements concrets sur des sites existants, sous réserve d’atteindre un seuil minimal de réduction des émissions rapporté à la production. Accessibles en continu ou selon des échéances régulières, ils permettent aux industriels de déposer leur dossier dès que leur projet est suffisamment mature.
Aussi, l’appel ID H2 constitue un guichet transversal dédié à la filière hydrogène décarboné, en soutenant aussi bien les projets de production que les usages industriels, dont la chimie est l’un des principaux bénéficiaires potentiels.
| Financeur | AAP | Organismes ciblés | Objectifs principaux | Date de clôture |
| ADEME – France 2030 | DECARB-IND 25-2 | Sites industriels > 3 M€ d’investissement | Réduction nette GES ≥ 1 000 tCO₂e/an à iso-production. | 20 mai 2027 (3e relève) |
| ADEME – France 2030 | DECARB-FLASH 2025-2027 | PME, sites non soumis EU-ETS | Projets 100 k€ à 3 M€ d’investissement. | Plusieurs relèves 2025-2026 |
| ADEME – France 2030 | DEMIBaC | Entreprises, laboratoires | Solutions innovantes de décarbonation industrielle, de la recherche à la démonstration. | Fil de l’eau |
| ADEME – France 2030 | IBaC PME | PME uniquement | Briques technologiques, mono-partenaire. | Fil de l’eau |
| ADEME – France 2030 | ID H2 | Entreprises, laboratoires | Innovation et démonstration hydrogène décarboné pour usages industriels. | Fil de l’eau |
Le projet DECLYC (DECarboner LYon vallée de la Chimie) illustre une approche territoriale et collaborative de la décarbonation industrielle appliquée au secteur chimique. Sélectionné dans le cadre de l’appel à projets ZIBaC (Zones Industrielles Bas Carbone), opéré par l’ADEME pour France 2030, il réunit douze partenaires. Arkema, Syensqo, TotalEnergies, Kem One, Adisseo, Elkem, Suez, GRTgaz, Symbio, Domo, Vicat et IFP Énergies nouvelles, coordonnés par le pôle de compétitivité Axelera avec le soutien de la Métropole de Lyon.
La Vallée de la Chimie est un territoire industriel stratégique qui concentre l’un des plus importants écosystèmes européens de chimie-énergie-environnement, sur quatorze communes au sud de Lyon. Elle est à l’origine de près de 25 % des émissions de CO₂ du territoire métropolitain lyonnais, ce qui en fait ainsi un levier de décarbonation territoriale à fort impact.
Doté d’un budget de 1,7 M€ cofinancé à parité entre industriels partenaires et subvention publique, DECLYC vise une réduction de 40% en 2030 et de 80 % des émissions de CO₂ de la Vallée d’ici 2050. Le programme s’articule autour de plusieurs briques technologiques complémentaires : biogaz et biométhane, hydrogène décarboné, vapeur décarbonée, intégration d’électricité renouvelable, capture et transformation du CO₂, réduction de l’empreinte eau, et amélioration de la performance énergétique des centres de R&D.
Cette approche multi-vecteurs illustre une réalité fondamentale : aucun levier unique ne suffit. La combinaison de l’électrification, de l’hydrogène décarboné et du CCUS est nécessaire pour couvrir l’ensemble du spectre des émissions d’une plateforme chimique complexe. DECLYC met en œuvre cette logique en créant des synergies entre industriels qui partagent des infrastructures, des réseaux énergétiques et des flux de matière au sein d’un même territoire.
Sur le plan de la gouvernance, DECLYC produit une feuille de route intégrée incluant scénarios d’investissement, trajectoires d’émissions et modèles de gouvernance partagés. Ce modèle constitue une référence pour les futures zones industrielles chimiques engageant leur transformation bas-carbone.
DECLYC démontre enfin que le financement public joue un rôle d’amorçage déterminant. Sans les dispositifs France 2030, la coordination de douze partenaires autour d’une stratégie de décarbonation commune n’aurait pas émergé naturellement. Ce rôle de catalyseur, en réduisant le risque des phases d’étude et de convergence stratégique, constitue l’une des valeurs ajoutées clés des appels à projets de type ZIBaC.
[1] Sept projets lauréats de l’appel d’offres « Grands Projets Industriels de Décarbonation » | Direction générale des Entreprises
Vous aimerez aussi…
Grand défi biocontrôle et biostimulation pour l’agroécologie : nouvel appel à projets pour accélérer la transition agricole
AGIBaC : France 2030 lance un appel à projets pour décarboner l’industrie grâce au stockage géologique de CO₂
