Réponse directe : La sidérurgie représente 7 % des émissions mondiales de CO₂ et ~15 Mt CO₂e/an en France. Deux voies de décarbonation profondes émergent : la réduction directe au DRI-hydrogène (acier vert, -95 % d’émissions) et le four électrique à arc EAF alimenté en énergie bas-carbone. ArcelorMittal Dunkerque vise -30 % d’émissions spécifiques d’ici 2030 via les projets Torero et Hydreams. Ces transitions sont financées par l’EU-ETS, le Fonds Innovation européen et France 2030. Pour un panorama complet des enjeux de décarbonation de l’industrie, consultez notre article dédié.
Points clés à retenir
- La sidérurgie mondiale émet ~1,85 t CO₂/t acier via haut-fourneau ; objectif DRI-H₂ : moins de 0,1 t CO₂/t acier (-95 %)
- ArcelorMittal Dunkerque : 2 projets en cours — Torero (biomasse) et Hydreams (DRI-H₂) — pour -30 % en 2030
- Four électrique EAF : déjà opérationnel, émet 0,4 t CO₂/t acier avec ferraille, énergie bas-carbone française
- Frein majeur : coût et disponibilité de l’hydrogène vert — parité avec H₂ gris attendue 2030-2035
- Financements : EU-ETS (Fonds Innovation), France 2030 (AMI Hydrogène, 3 Md€), aides BPI France
La sidérurgie : 7 % des émissions mondiales de CO₂
L’acier est l’un des matériaux les plus utilisés au monde — plus de 1,9 milliard de tonnes produites en 2023 (World Steel Association). C’est aussi l’un des secteurs industriels les plus émetteurs : la filière acier représente 7 à 8 % des émissions mondiales de CO₂, soit environ 2,6 Gt CO₂/an. La raison tient à la nature même du procédé dominant : le haut-fourneau utilise du coke (carbone fossile) à la fois comme combustible (chaleur à ~1 600°C) et comme agent réducteur chimique (CO pour réduire Fe₂O₃ en fer métal). Cette double fonction du carbone est difficile à substituer.
En France, la sidérurgie et la métallurgie émettent environ 15 Mt CO₂e/an, dont 10 Mt CO₂e concentrés sur les deux sites intégrés d’ArcelorMittal : Dunkerque (Nord, ~7 Mt CO₂e/an) et Fos-sur-Mer (Bouches-du-Rhône, ~3 Mt CO₂e/an). Ces deux sites figurent parmi les plus gros émetteurs industriels de France. La décarbonation de la sidérurgie est donc un enjeu national majeur — pour aller plus loin sur le périmètre global de l’industrie lourde française, voir notre analyse sectorielle.
Procédés actuels : haut-fourneau et arc électrique
La production mondiale d’acier repose aujourd’hui sur deux procédés principaux :
- Voie intégrée (haut-fourneau + convertisseur BOF) : représente ~70 % de la production mondiale. Le haut-fourneau transforme le minerai de fer en fonte liquide à ~1 600°C grâce au coke de charbon. La fonte est ensuite affinée en acier dans le convertisseur à oxygène (BOF). Émissions : 1,7 à 2,0 t CO₂/t acier selon les configurations. En France, ArcelorMittal opère deux hauts-fourneaux à Dunkerque et un à Fos-sur-Mer.
- Voie électrique (four à arc EAF) : représente ~30 % de la production mondiale et ~50 % de la production européenne. Un four à arc électrique fait fondre de la ferraille d’acier recyclée grâce à un arc électrique à ~3 500°C entre des électrodes en graphite. Émissions : 0,35 à 0,6 t CO₂/t acier (électricité + électrodes). En France, des producteurs comme Riva (Neuves-Maisons, Lorraine) utilisent cette voie.
La voie électrique présente déjà un bilan carbone 3 à 4 fois inférieur à la voie intégrée, mais elle est limitée par la disponibilité de ferraille de qualité (offre mondiale insuffisante pour traiter toute la demande d’acier) et par la qualité de l’acier produit (moins adapté aux produits plats haute résistance pour l’automobile). La troisième voie — le DRI-hydrogène — vise à combiner les avantages des deux.
La voie hydrogène DRI (Direct Reduced Iron)
Le procédé DRI (réduction directe du minerai de fer) à l’hydrogène est la voie de rupture technologique pour décarboner la sidérurgie primaire. Son principe : remplacer le coke de charbon par de l’hydrogène vert (H₂) comme agent réducteur. La réaction chimique produit du fer spongieux et de la vapeur d’eau (au lieu de CO₂) :
Fe₂O₃ + 3 H₂ → 2 Fe + 3 H₂O (contre Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂ dans le haut-fourneau)
Le fer spongieux (DRI) est ensuite fondu dans un four électrique à arc (EAF) pour produire de l’acier liquide. La combinaison DRI-H₂ + EAF peut réduire les émissions à moins de 0,1 t CO₂/t acier (contre 1,85 t pour le haut-fourneau), soit une réduction de 95 %. La condition sine qua non : que l’hydrogène H₂ soit vert (produit par électrolyse de l’eau avec de l’électricité renouvelable ou nucléaire bas-carbone) et que l’électricité de l’EAF soit également bas-carbone.
En Europe, plusieurs projets DRI-H₂ sont en cours : SSAB (Suède, projet Hybrit, première coulée commerciale 2026), thyssenkrupp (Allemagne, projet tkH2Steel), et ArcelorMittal en France. Le coût reste un frein : l’hydrogène vert coûte en 2026 environ 4 à 6 €/kg, contre ~1,5 €/kg pour l’hydrogène gris issu du vaporeformage du gaz naturel.
ArcelorMittal Dunkerque : le projet Torero et la transition 2030
ArcelorMittal est le leader mondial de l’acier (~55 Mt/an de capacité) et le premier producteur d’acier en France. Son site de Dunkerque est le plus grand complexe sidérurgique d’Europe occidentale (~3 Mt d’acier/an, ~7 500 salariés directs). La décarbonation de ce site est un enjeu industriel national de premier plan.
Plusieurs projets structurants sont en cours à Dunkerque :
- Projet Torero (Torrefaction and Recovery) : substitution partielle du coke de charbon par de la biomasse torréfiée (charbon de bois industriel) dans les hauts-fourneaux. Le projet vise à substituer 40 % du coke, réduisant les émissions de ~400 kt CO₂/an sur le site de Dunkerque. Un four de torréfaction de 150 000 t/an de biomasse est en cours de construction. Budget : ~180 M€, cofinancé par le Fonds Innovation européen (EU-ETS).
- Projet Hydreams (Hydrogen Direct Reduction for Steel Manufacturing) : feuille de route pour la transition vers le DRI-H₂. Le projet pilote prévoit l’installation d’un réacteur DRI-H₂ d’une capacité de 1 Mt/an à horizon 2027-2028, avant une montée en puissance vers 2-3 Mt/an en 2030-2032. Investissement estimé : 2 à 3 Md€. France 2030 et l’EU Innovation Fund sont les principaux financeurs pressentis.
- Décarbonation de la chauffe : remplacement des fours de réchauffage des brames (alimentés au gaz naturel) par des fours électriques ou hybrides (gaz + H₂). Un four pilote hybride est opérationnel depuis 2024 à Dunkerque.
L’objectif global d’ArcelorMittal France est de réduire ses émissions spécifiques de -30 % d’ici 2030 par rapport à 2018, et d’atteindre la neutralité carbone en 2050. Ces engagements s’inscrivent dans le cadre du plan XCarb™ du groupe (cross-industry carbon reduction).
Four électrique (EAF) : la solution pour les aciéries européennes
Le four à arc électrique (EAF – Electric Arc Furnace) est d’ores et déjà disponible à grande échelle et représente la voie de décarbonation la plus mûre pour la sidérurgie. En Europe, la part de l’EAF dans la production d’acier est passée de 38 % en 2010 à ~45 % en 2024, et devrait atteindre 55 à 60 % d’ici 2030 selon l’association européenne Eurofer.
Avantages de l’EAF pour la décarbonation :
- Faibles émissions directes : 0,35 à 0,6 t CO₂/t acier (Scope 1 + 2), principalement liées à l’électricité et aux électrodes en graphite. En France, avec un mix électrique à ~50 g CO₂/kWh, le bilan est encore meilleur.
- Flexibilité : l’EAF peut être arrêté et relancé en quelques heures, ce qui permet une consommation flexible calée sur les heures creuses électriques et les pics de production d’ENR (outil idéal pour le demand response).
- Économie circulaire : fonctionne principalement avec de la ferraille d’acier recyclé. L’acier est le métal le plus recyclé au monde : taux de recyclage ~85 % en Europe. 1 tonne d’acier recyclé en EAF économise 1,4 tonne de CO₂ par rapport au haut-fourneau.
- Investissement plus faible : une aciérie EAF coûte 200 à 400 M€ pour 1 Mt/an de capacité, contre 2 à 4 Md€ pour une filière intégrée haut-fourneau de même capacité.
La limite principale de l’EAF est la disponibilité de la ferraille : la ferraille disponible couvre aujourd’hui ~35 % du besoin mondial en acier, un ratio qui augmente progressivement avec l’arrivée à fin de vie des stocks d’acier construits au XXe siècle. La combinaison DRI-H₂ + EAF permettra d’alimenter des EAF avec du fer primaire bas-carbone lorsque la ferraille viendra à manquer.
Obstacles : disponibilité de l’hydrogène vert et coût de l’énergie
La transition vers la sidérurgie bas-carbone se heurte à deux obstacles majeurs étroitement liés :
- Disponibilité de l’hydrogène vert : décarboner les ~10 Mt CO₂e des sites intégrés français nécessiterait environ 1,5 à 2 Mt H₂/an. La production française actuelle d’hydrogène vert est de l’ordre de 50 000 t/an. Le plan national hydrogène vise 300 000 t/an d’ici 2030 — un facteur 6 à 7 en 5 ans, mais encore insuffisant pour la sidérurgie seule. L’infrastructure de transport (gazoducs H₂ type « Hydrogen Backbone ») est également en cours de déploiement.
- Coût de l’énergie : en 2026, l’hydrogène vert coûte 4 à 6 €/kg H₂ (contre ~1,5 €/kg pour H₂ gris). Il faut environ 55 kg H₂ pour produire 1 tonne d’acier DRI. Le surcoût énergétique est donc de ~170 à 250 € par tonne d’acier vert — à comparer au prix de vente de l’acier plat (~600-800 €/t) et au prix carbone EU-ETS (~60-80 €/t CO₂ × 1,85 t CO₂/t acier = 110-150 €/t acier de quota évité). La parité économique est conditionnée à la baisse du coût H₂ vert sous ~2 €/kg.
- Besoins en électricité : la production d’hydrogène vert par électrolyse et l’alimentation des EAF créeront une demande électrique additionnelle massive. Pour la sidérurgie française seule, la transition représenterait ~30 TWh/an supplémentaires — soit ~6 % de la consommation électrique nationale actuelle. Le nouveau nucléaire (EPR2) et les ENR devront accompagner cette demande.
Financements : EU-ETS, Fonds Innovation, France 2030
La décarbonation de la sidérurgie mobilise plusieurs mécanismes de financement publics :
| Procédé | Émissions CO₂/t acier | Énergie | Statut | Horizon |
|---|---|---|---|---|
| Haut-fourneau classique (BOF) | 1,7 à 2,0 t CO₂ | Coke de charbon + gaz naturel | Dominant (70 % mondial) | Sortie progressive 2030-2045 |
| DRI-H₂ (réduction directe hydrogène) | < 0,1 t CO₂ (H₂ vert) | Hydrogène vert + électricité bas-carbone | Pilotes en cours (SSAB, ArcelorMittal) | Déploiement 2027-2035 |
| Four électrique EAF (ferraille) | 0,35 à 0,6 t CO₂ | Électricité (bas-carbone en France) | Opérationnel (~45 % Europe) | Croissance rapide 2024-2030 |
| Hybride DRI + EAF | 0,05 à 0,15 t CO₂ | H₂ vert + électricité + DRI | En développement | Cible 2030-2040 |
EU-ETS et Fonds Innovation : le Système d’Échange de Quotas d’Émissions européen génère des recettes utilisées pour financer le Fonds Innovation, doté d’environ 25 Md€ sur 2020-2030. Ce fonds finance les projets de rupture technologique — comme le DRI-H₂ d’ArcelorMittal Dunkerque. Les hauts-fourneaux perdent progressivement leurs allocations gratuites (phase-out 2026-2034), ce qui augmente le signal prix carbone et rend les investissements de décarbonation plus rentables.
France 2030 : le plan France 2030 alloue environ 3 Md€ à la filière hydrogène (AMI Hydrogène) et 2 Md€ aux grandes industries via le programme « Soutien à la décarbonation des industries de grande taille ». ArcelorMittal France a obtenu une aide significative de France 2030 pour ses projets Torero et Hydreams. Les dossiers sont instruits par l’ADEME et BPI France.
Mécanisme d’ajustement carbone aux frontières (MACF/CBAM) : en vigueur depuis 2023 (phase transitoire) et pleinement applicable à partir de 2026, le MACF impose une tarification carbone sur les importations d’acier non européen n’ayant pas payé un prix carbone équivalent. Ce mécanisme protège la compétitivité des aciéries européennes qui investissent dans la décarbonation face aux importations d’acier « gris » à bas coût.
En résumé
La décarbonation de la sidérurgie est l’un des défis industriels les plus ambitieux des prochaines décennies. Deux voies complémentaires se dessinent : le four électrique EAF — déjà disponible, économiquement viable avec ferraille et électricité bas-carbone — et la voie DRI-H₂ pour l’acier primaire, en cours de déploiement industriel. ArcelorMittal Dunkerque incarne cette transition avec ses projets Torero et Hydreams. Les financements EU-ETS (Fonds Innovation), France 2030 (3 Md€ hydrogène) et la protection du MACF créent un environnement favorable. Le principal défi reste le coût et la disponibilité de l’hydrogène vert à grande échelle — une condition nécessaire pour que la sidérurgie française atteigne sa cible de -30 % en 2030 et de neutralité carbone en 2050.
Questions fréquentes
Quelle est l'empreinte carbone de la production d'acier ?
La production mondiale d'acier émet environ 1,85 t CO₂ par tonne d'acier produit en moyenne, via le procédé haut-fourneau/convertisseur à oxygène (BOF). En France, les deux sites intégrés d'ArcelorMittal (Dunkerque et Fos-sur-Mer) émettent à eux seuls environ 10 Mt CO₂e par an, sur les ~15 Mt CO₂e de la sidérurgie française totale. La production d'acier via four électrique à arc (EAF) à partir de ferraille émet en moyenne 0,4 t CO₂/t acier, soit 4,5 fois moins. La voie DRI-H₂ (réduction directe à l'hydrogène) vise moins de 0,1 t CO₂/t acier.
Comment fonctionne le procédé DRI à l'hydrogène ?
Le procédé DRI (Direct Reduced Iron) à l'hydrogène remplace le coke de charbon utilisé dans le haut-fourneau par de l'hydrogène vert (H₂) comme agent réducteur. L'hydrogène réagit avec le minerai de fer (Fe₂O₃) à une température de 700 à 900°C selon la réaction : Fe₂O₃ + 3 H₂ → 2 Fe + 3 H₂O. Le sous-produit est de l'eau (vapeur) au lieu de CO₂. Le fer spongieux (DRI) ainsi produit est ensuite fondu dans un four électrique à arc (EAF) pour obtenir de l'acier liquide. Cette voie réduit les émissions de CO₂ de 95 % par rapport au haut-fourneau classique, à condition que l'hydrogène soit vert (produit par électrolyse avec électricité bas-carbone).
ArcelorMittal peut-il vraiment atteindre la neutralité carbone ?
ArcelorMittal s'est fixé l'objectif de neutralité carbone (Scope 1 et 2) à l'horizon 2050, avec un objectif intermédiaire de -30 % des émissions spécifiques (par tonne d'acier) d'ici 2030 par rapport à 2018. Pour Dunkerque, le projet Torero (Torrefaction and Recovery, integration into the Blast Furnace) vise à substituer du charbon par de la biomasse torréfiée, et le projet Hydreams prépare le passage au DRI-H₂. Ces projets sont massifs : la transformation complète d'un site intégré comme Dunkerque représente plusieurs milliards d'euros d'investissement et dépend de la disponibilité d'hydrogène vert local à coût compétitif.
Quel est le rôle de l'EU-ETS dans la décarbonation de l'acier ?
L'EU-ETS (Système d'Échange de Quotas d'Émissions européen) constitue le principal signal prix carbone pour la sidérurgie en Europe. En 2026, le prix du carbone européen oscille entre 50 et 80 €/t CO₂. Les sites sidérurgiques reçoivent encore des allocations gratuites partielles (benchmark haut-fourneau), mais celles-ci diminuent progressivement jusqu'en 2034 dans le cadre du Mécanisme d'Ajustement Carbone aux Frontières (MACF/CBAM), entré en vigueur en 2023. Un prix carbone à 60 €/t CO₂ représente un coût supplémentaire de ~110 €/t acier produit au haut-fourneau — ce qui rend les voies bas-carbone économiquement attractives. Le Fonds Innovation européen (issu des recettes EU-ETS) finance par ailleurs les projets de rupture technologique comme le DRI-H₂.
La France produit-elle de l'hydrogène vert en quantité suffisante pour la sidérurgie ?
Non, pas encore. En 2026, la production française d'hydrogène vert reste marginale : environ 50 000 t H₂/an, contre un besoin estimé à 200 000-300 000 t H₂/an pour décarboner la seule sidérurgie française. Le plan national hydrogène de 2020 (9 Md€ sur 2020-2030) vise à atteindre 6,5 GW d'électrolyseurs installés d'ici 2030, ce qui correspondrait à une capacité de production de ~300 000 t H₂/an. En attendant, ArcelorMittal Dunkerque s'approvisionne partiellement en hydrogène bas-carbone (électrolyse d'EDF Dunkerque, pipeline H2 nord de la France). L'ADEME estime que la parité de coût H₂ vert/gris pourrait être atteinte entre 2030 et 2035.