Comment mesurer avec précision les émissions de CO2 d’un site industriel ? Cette question est devenue décisive pour le marché européen du carbone, le système de quotas d’émissions de CO2. En effet, depuis le 1er janvier 2026, le mécanisme d’ajustement carbone aux frontières est entré en vigueur : le coût carbone des produits importés est désormais aligné à celui des biens fabriqués en Union européenne. Alors que les émissions sont aujourd’hui déclarées par les industriels eux-mêmes, il devient nécessaire de mesurer le CO2 de façon homogène et fiable. Pour l’Agence spatiale européenne (ESA), le CNES et la start-up française QAIrbon, la solution se situe dans l’espace, à bord des satellites.
« Notre ambition est d’être les pionniers de la mesure des émissions industrielles de CO2 par satellite », affirme d’emblée Hervé Hamy, président de QAIrbon.
Fondée en 2024 et accompagnée par le CNES dès ses débuts, QAIrbon a pour ambition de fournir dès 2027 le premier service de mesure des rejets industriels de CO2 par satellite. Avant de lancer ses propres satellites, l’entreprise s’appuiera d’abord sur ceux déjà en orbite – les missions institutionnelles EnMap et Prisma et le programme européen Copernicus – pour accompagner les aciéries, une industrie très émettrice de CO2.
Le climat et le CO2, des enjeux majeurs pour le CNES et les industriels
« Nous sommes face à un paradoxe : avec les réglementations, le CO2 a une valeur comptable pour l’industrie, souligne Hervé Hamy. Or il existe de très grandes incertitudes sur les rejets des industriels. » Il poursuit : « Avec l’entrée en vigueur du mécanisme d’ajustement carbone aux frontières, l’enjeu est colossal : les quotas CO2 de l’acier s’élèveront à 7 milliards d’euros par an. Notre but est donc de fournir une mesure des rejets de CO2 précise, homogène à l’échelle mondiale, continue et validée par un certificateur. » Ces réglementations permettent à l’Union européenne de lutter contre les émissions de gaz à effet de serre responsables du changement climatique récent.
« Le changement climatique est une thématique très importante pour le CNES », déclare Laurent Boisnard, sous-directeur en charge de l’exploitation des missions d’observation de la Terre et des applications aval au CNES. Le contrat 2022-2025 d’objectifs et de performance du CNES est clair : le climat est l’une des priorités opérationnelles de l’agence spatiale française. À ce titre, le CNES accompagne l’écosystème spatial français notamment dans le cadre du Space for Climate Observatory et du dispositif France 2030 – dont QAIrbon a bénéficié dans le cadre de l’appel à projet « Traitement aval des données spatiales ».
Le rôle de l’agence spatiale française ? Soutenir des innovations prometteuses et favoriser l’émergence de champions industriels. « Le CNES bénéficie d’une grande expertise sur les techniques de sondage atmosphérique [ndlr : comme la mesure du CO2], nous participons au développement de ces innovations techniques depuis 30 ans », appuie Philippe Hébert, ingénieur spécialiste sondages atmosphériques à la direction Technique et numérique du CNES.
Reste qu’aujourd’hui, mesurer les flux de CO₂ depuis l’espace est toujours un défi scientifique et technologique majeur. Ce gaz à effet de serre est en effet naturellement présent à concentration importante dans l’atmosphère. En 2024, sa concentration moyenne s’élevait à environ 422 ppm (une unité de mesure de la concentration). Or, les rejets d’un site industriel comme une aciérie sont équivalents à quelques centaines de tonnes par heure : pour détecter ce panache, il faut être capable de mesurer des différences de l’ordre de quelques ppm entre le site industriel et les alentours. Cela revient à chercher une aiguille dans une botte de foin…
Une chaîne de calcul à la pointe
Comment QAIrbon compte-t-elle réussir ce pari ? La start-up s’appuie sur deux composantes innovantes : une nouvelle constellation satellite et une chaîne de calcul à la pointe de la science. « Notre rôle est d’aider QAIrbon à s’appuyer sur les briques d’excellence existantes », complète Carole Deniel, responsable des programmes composition de l’atmosphère à la Direction de la stratégie du CNES.
Résultat, QAIrbon a déjà déposé son premier brevet à la suite d’un projet pilote mené en 2025 dans le cadre du programme européen FPCUP, géré par le CNES et le Ministère de la transition écologique et de la cohésion des territoires. L’enveloppe allouée a permis à la start-up de tester ses modèles sur deux zones industrielles.
Premier objectif : mesurer directement le panache de CO2. En Chine, QAIrbon a commandé des données satellites (missions GHG Sat, EnMAP, etc.) hyperspectrales au niveau d’un site industriel. « L’entreprise a démontré la pertinence de certaines missions spatiales pour mesurer le CO2, mais aussi les limites d’autres. C’est un résultat très positif », juge Robin Faivre, expert applications et services aval d’observation de la Terre au CNES.
Mais ces mesures satellites souffrent d’une limite majeure : impossible d’acquérir des données en présence de nuages ou la nuit. « Nous avons donc développé une méthode complémentaire à la mesure directe, développe Hervé Hamy. En intégrant d’autres types données satellite et terrestres dans un modèle, nous sommes en mesure de fournir un suivi en continu du CO2 rejeté. » Ce deuxième outil a été testé sur la zone industrielle de Fos-sur-Mer. « Le projet pilote a permis de révéler l’importance d’intégrer de multiples sources de données – thermique, radar, consommation électrique, inventaire des industriels, etc., pointe Robin Faivre. C’est une approche innovante et ingénieuse. »
« Le soutien technique du CNES puis de l’ESA au développement de ce modèle haute résolution a été extrêmement important », confie Hervé Hamy.
En route vers la constellation satellite
Le projet pilote le montre : certaines missions spatiales déjà en orbite permettent de détecter des panaches de CO2 au-dessus des aciéries. Mais QAIrbon souhaite franchir une autre étape : abaisser le seuil de détection pour mesurer les émissions de sites industriels aux débits de CO2 plus faibles. « Cela implique de développer notre propre constellation de satellites équipés de détecteurs plus sensibles, détaille Hervé Hamy. Le seuil de détection s’élève aujourd’hui à 200 tonnes par heure, il faut le diviser par 5 à 10 pour couvrir l’ensemble des secteurs industriels. »
Pour un industriel qui souhaite lancer une constellation de satellites, le coût du satellite est crucial. Celui-ci est directement proportionnel au poids de l’engin. « Les systèmes de sondage atmosphériques actuels mesurent tout, ce sont donc de gros instruments, renseigne Philippe Hébert. L’idée de QAIrbon avec le projet CarbChaser [voir encadré] est de se concentrer sur un seul gaz. Cela permet de fabriquer un instrument plus petit et de conception simplifiée, avec moins de risque de panne. »
QAIrbon affiche désormais un calendrier serré : « Nous lançons nos premiers produits commerciaux au 2e semestre 2026. En 2027, notre premier satellite. En 2028, nous mesurerons les émissions des plus grosses aciéries. Et en 2030 notre constellation sera en orbite. » Un futur dans lequel l’agence spatiale française a toujours sa place. « Nous encourageons l’entreprise à solliciter le dispositif InCubed de l’ESA, opéré pour son volet national par Connect by CNES, conclut Laurent Boisnard. Cette start-up grandit avec beaucoup de méthode, en lien avec le milieu académique. Nous croyons en ce futur champion français. »
Carb-Chaser, une solution basée sur une technologie de rupture
Le programme Carb-Chaser, piloté par Thales Alenia Space, repose sur une constellation de satellites conçus pour mesurer les émissions de CO2 liées aux activités humaines, et en particulier industrielles. « Nous sommes partenaires du projet, informe Hervé Hamy. La solution développée par Thales Alenia Space est bâtie sur une technologie de rupture qui présente de très bonnes performances, alignée avec nos besoins. » Les satellites embarqueront des interféromètres très compacts : ces instruments s’appuieront sur la mesure des interférences des ondes pour mesurer la concentration en CO2 de l’atmosphère à l’échelle des sites industriels.
QAIrbon prévoit de lancer un premier satellite Carb-Chaser fin 2027, et de disposer d’une constellation de 4 à 6 satellites en 2030. L’intérêt de multiplier les satellites ? « Cela permet de multiplier les acquisitions, mais aussi d’assurer une réactivité plus importante », pointe Philippe Hébert. Complémentaires, l’ensemble des programmes européens dédiés aux mesures de CO2 (CO2M, MicroCarb) promet d’offrir une vision globale et intégrée des flux et émissions de CO2 d’origine humaine.
