Stockage du CO2 dans le sous-sol

• Où envisage-t-on de stocker le CO ₂ ?

Ph.D . : Le CO₂ pourra être stocké dans d'anciens gisements de pétrole ou de gaz naturel ayant déjà fait la preuve de leur étanchéité et dont la mise en production a suffisamment fait baisser la pression interne.
Il sera donc possible de les "regonfler" avec du CO₂ jusqu'à une pression un peu inférieure à leur pression d'origine. Il est également envisagé de stocker le CO₂ dans des aquifères salins, formations géologiques remplies d'eau salée impropre à la consommation, situées entre 800 et 3000 mètres de profondeur.
Dans ces deux cas, le CO₂ sera injecté dans une roche de type "réservoir" c'est-à-dire une roche poreuse et perméable (grès ou calcaire) surmontée d'une formation géologique étanche (argileuse ou argilo-calcaire) appelée roche "couverture".

• Comment choisir les meilleurs sites ?

Ph.D . : Cela suppose de bien connaître la géologie des sites envisagés mais aussi la composition minérale et les propriétés des roches « réservoir » et « couverture ».
Le choix ultime des sites reposera sur des simulations numériques comparatives permettant de tester différents scénarios d'injection. De telles simulations peuvent déjà être réalisées à l'aide d'un logiciel spécialement développé à IFP Energies nouvelles : Coores™, logiciel qui intègre les lois d'écoulement en milieu poreux (plusieurs fluides pouvant s'écouler simultanément) et les lois de la géochimie (interactions Eau ↔ CO₂ ↔ Roche). Cet outil permet d'optimiser la phase d'injection en prenant en compte la problématique débit/pression mais il peut aussi rendre compte du comportement du CO₂ à moyen et à très long terme.
L'étude des gisements naturels de CO₂ nous aide également à mieux comprendre le comportement à long terme du CO₂ et à identifier les cas les plus favorables à son confinement du point de vue de la géochimie.

• Mais que devient le CO ₂ une fois injecté dans le sous-sol ?

Ph.D . : Le CO₂ est comprimé et injecté sous forme dite « supercritique » (température supérieure à 31 ° et pression supérieure à 73 bar) c'est-à-dire avec des propriétés idéales pour être transporté (viscosité d'un gaz) et stocké (densité d'un liquide). Ceci dit, avec une densité d'environ 0,5, il reste sensiblement plus léger que l'eau salée présente dans l'aquifère; il va donc remonter, à la verticale d'abord puis le long du toit de l'aquifère, pour venir s'accumuler sous la roche « couverture ». On parle alors de piégeage structurel. Mais en remontant, une partie du CO₂ reste piégée dans la roche réservoir sous forme de petites bulles coincées dans les pores : c'est le piégeage capillaire. Plus le CO₂ initial parcourra de distance avant d'être stoppé par un obstacle naturel et plus la part du piégeage capillaire sera importante.
Au cours du temps, ce CO₂ piégé dans la roche réservoir va se dissoudre peu à peu dans l'eau. C'est le piégeage par dissolution. L'eau chargée en CO₂ dissous (jusqu'à 44 g par litre), plus lourde que l'eau environnante, va donc migrer au fond du réservoir. Des réactions chimiques avec la roche transformeront alors ce CO₂ dissous en minéraux carbonatés. On parle de piégeage minéral mais ceci concerne une échelle de temps de plusieurs milliers d'années.

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• Malgré toutes les précautions prises, y a-t-il des risques de fuite ?

Ph.D . : Rappelons d'abord que le CO₂ fait partie des grands acteurs de la biochimie terrestre et, qu'aux teneurs habituellement rencontrées, il n'est absolument pas dangereux. Il contribue à l'effet de serre, phénomène naturel sans lequel la température moyenne sur terre serait non pas de 15° mais de -18°C ! Le problème actuellement est qu'il est produit en beaucoup trop grande quantité par les activités humaines (combustion du pétrole, du gaz et du charbon). Rappelons aussi que la plupart des gaziers - dont GDF SUEZ en France - stockent en toute sécurité du gaz naturel dans le sous-sol, en général durant l'été, pour le re-extraire une fois l'hiver venu.
Seule une fuite massive pourrait avoir un impact sur la sécurité des personnes. Mais un tel risque paraît improbable : le CO₂ stocké en profondeur ne devrait pas se libérer soudainement par le milieu naturel et franchir les couches géologiques imperméables qui le séparent de l'atmosphère. De plus, des dispositifs de surveillance rigoureux seront mis en place ; nous aurons le temps de réagir et de prendre les mesures correctives nécessaires au moindre mouvement anormal.
Enfin, nous avons vu que la sûreté du stockage augmente naturellement avec le temps. En maximisant le piégeage capillaire au détriment du piégeage structurel, on minimise le risque de remontée accidentelle dans les premiers temps du stockage. On privilégiera donc les sites ou/et les scénarios qui favoriseront une dissolution rapide du CO₂ dans l'eau salée des aquifères.

+ Les clés pour comprendre > Hydrocarbures, CO₂ et effet de serre

+ Les grands débats > Comment lutter contre l'effet de serre ?

+ Axes de recherche > CO₂ maîtrisé

+ Notre engagement dans la recherche > Nos collaborations > IFP Energies nouvelles et l'Europe > Les projets européens > Projets portant sur le CO₂

+ Zoom : Les technologies de captage et stockage géologique du CO₂

Claude Mabile, Directeur adjoint du Centre de Résultats Exploration-Production à IFP Energies nouvelles fait le point sur ces technologies. [Avril 2008]
 

+ Actualités > Communiqué de presse : Modélisation du stockage géologique de CO₂ - Partenariat entre IFP Energies nouvelles et le BRGM (6 Janvier 2009)

+ Zoom : Changement climatique - Les technologies de captage du CO₂

François Kalaydjian, directeur des technologies durables à IFP Energies nouvelles, explique en quoi consiste le captage du CO₂ et quels sont les développements technologiques en cours pour en diminuer les coûts. [Janvier 2010]