Les technologies de captage, transport et stockage du CO2 ont pour finalité de capter le CO2 issu des industries afin de le stocker géologiquement et ainsi, réduire l impact de ces activités sur le réchauffement climatique. L Axe-Seine (Paris Le Havre) est un territoire très industrialisé et fortement émetteur de CO2. Dans ce territoire, les décideurs locaux envisagent l utilisation des technologies de CTSC afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre. L objectif de notre recherche est de comprendre les futurs possibles de ces technologies dans l Axe-Seine. Dans cette perspective, cette thèse analyse tout d'abord le fonctionnement des technologies de CTSC dans une approche de sociologie des sciences et des techniques et les promesses technoscientifiques initiales associées à ce dispositif technique. Ensuite, cette recherche examine les dynamiques socio-spatiales de la vallée de la Seine concernant l'environnement. Enfin, cette thèse par une exploration des récits relatifs aux technologies de CTSC par les promoteurs de ce dispositif technique et des parties prenantes locales, identifie les hybridations potentielles entre ce dispositif technique et les dynamiques socio-spatiales de l'Axe-Seine. Ainsi est-il possible de décrire les futurs possibles des technologies dans l'Axe-Seine. Par ailleurs, dans cette recherche nous questionnons également la place des sciences sociales au côté des sciences de la vie et de la matière dans la dynamique de l'innovation technologique.