Les technologies de captage et stockage géologique du CO2

• En quoi consistent le captage et le stockage géologique du CO ₂ ?

C.M. : Il s'agit de récupérer le CO₂ émis en grande quantité par les industries lourdes (centrales thermiques, aciéries, cimenteries, raffineries, etc.), avant ou après la combustion des matières premières (pétrole, gaz ou charbon), puis de le stocker pendant plusieurs siècles sous terre dans des structures géologiques profondes d'au moins 800 mètres. C'est un enjeu important car ces installations industrielles sont responsables de près du tiers des émissions de CO₂ dans le monde.

• Y a-t-il des défis scientifiques de taille avant le déploiement de cette technologie ?

C.M . : Il faut distinguer les 2 étapes de la filière :
Pour la première étape qu'on appelle le captage – qui consiste à piéger le CO₂ issu de la combustion – il y a plusieurs technologies possibles : soit le CO₂ est capté dans les fumées (postcombustion), soit le combustible est brûlé avec de l'oxygène presque pur et les fumées contiennent alors essentiellement du CO₂ (oxycombustion). Enfin, il existe une voie où, à partir du combustible, on fabrique de l'hydrogène dont la combustion ne génère pas de CO₂ . L'industrialisation de ces différentes technologies plus ou moins matures est une affaire de réduction des coûts ; le captage représente, en effet, environ 70 % du coût total de la filière. Les technologies sont relativement bien maîtrisées mais elles sont fortement consommatrices d'énergie. Les recherches actuelles portent donc sur l'amélioration de l'efficacité énergétique des procédés. De nouveaux procédés en rupture technologique sont aussi étudiés car c'est la seule façon de réduire de façon très importante le coût de cette étape.
 
En ce qui concerne le stockage géologique, l'enjeu prioritaire est de garantir la fiabilité et la sécurité. Le stockage de gaz dans des formations géologiques se pratique déjà à l'échelle industrielle. Mais dans le cas du stockage géologique du CO₂ , il faut s'assurer de la capacité des sites de stockage à confiner le CO₂ injecté sur le long terme. Pour ce faire, il faut qualifier les sites avant injection, c'est-à-dire bien comprendre les processus chimiques et physiques en jeu dans les formations géologiques susceptibles de recevoir le CO₂ , étudier l'impact du CO₂ sur le réservoir et son environnement et, enfin, mettre en place des techniques de contrôle et de surveillance. Une analyse de risques poussée est aussi nécessaire pour s'assurer que, sur le site choisi, la percolation éventuelle du CO₂ vers la surface n'entraînera aucune conséquence sur l'environnement et les personnes. Par ailleurs, il existe des gisements géologiques naturels de CO₂ en place depuis des milliers d'années, dont l'étude nous aide à mieux comprendre le comportement du CO₂ dans le sous-sol.

• Quand les usines seront-elles dotées d'unités de captage et quand les premiers sites de stockage seront-ils disponibles ?

C.M . : Encore confidentielle il y a une dizaine d'années, cette technologie fait aujourd'hui l'objet d'un intérêt sans précédent. Après les études en laboratoire, nous entrons dans la phase de l'expérimentation et de la démonstration. Les projets d'installations pilotes se multiplient, en Europe notamment, témoignant de la confiance des industriels dans cette technologie. En Allemagne, Vattenfall, EON et RWE ont des projets pilotes de centrales sans émission de CO₂ . Sur le site de Sleipner en Mer du Nord, du CO₂ est injecté depuis 10 ans dans une formation souterraine. En France, Total met en oeuvre un projet à Lacq qui intègre le captage et le stockage. Veolia Environnement vient également d'annoncer le lancement d'un projet de captage/stockage en Seine-et-Marne. Au Royaume-Uni, BP lance aussi une première réalisation industrielle dans ce domaine.
Parallèlement, les actions pour constituer un cadre juridique et informer l'opinion publique sont en marche. La Commission européenne a présenté en janvier dernier un projet de directive proposant un cadre réglementaire. Dans ce contexte, le captage et le stockage du CO₂ pourraient se développer, à une échelle industrielle, d'ici 10 à 15 ans.

• Quel est le rôle d'IFP Energies nouvelles dans ce domaine ?

C.M . : IFP Energies nouvelles est un chef de file important dans le domaine du captage et du stockage tant à l'échelle nationale, qu'européenne et internationale. Nous sommes fortement engagés dans la recherche de technologies nouvelles sur l'ensemble de la filière, les compétences nécessaires à leur développement étant similaires à celles mises en oeuvre dans le cadre de l'exploitation pétrolière. IFP Energies nouvelles coordonne de nombreux projets - ou y participe - menés dans le cadre de l'Agence Nationale de la Recherche, de l'ADEME et de l'Union Européenne, en partenariat avec les universités, les centres de recherche et les industriels du secteur, en vue de maîtriser l'ensemble de la problématique du captage, du transport et du stockage.
 
En particulier, IFP Energies nouvelles a été leader du projet européen Castor qui a permis, entre autres, de démontrer sur un pilote industriel la faisabilité de capter du CO₂ dans des fumées issues de la combustion du charbon. Sur cette base, IFP Energies nouvelles développe un procédé industriel de captage du CO2 en postcombustion.
IFP Energies nouvelles développe un outil informatique, appelé Coores™, qui permet de simuler l'interaction du CO₂ injecté avec les fluides en place et les roches d'une formation souterraine. Cet outil très innovant est capable de modéliser ce qui se passe aux abords des puits mais aussi à l'échelle régionale, et ceci sur de très longues échelles de temps. Couplé à des méthodologies d'évaluation des risques en cours de développement à IFP Energies nouvelles, il permettra d'évaluer les risques associés à un site de stockage et de tester l'efficacité de solutions préventives à une percolation éventuelle du CO₂ .
Enfin nous développons des systèmes de détection très pointus qui permettront de suivre l'évolution du CO₂ dans le sous-sol et de détecter toute percolation du CO₂ vers la surface.

• A ceux qui accusent cette technologie de coûter cher, de présenter des risques et de retarder les investissements dans les énergies renouvelables, que peut-on répondre ?

C.M . : Les investissements de "précaution" que sa mise en oeuvre implique seront bien moins coûteux que les investissements de réparation qui devront être réalisés en cas de changement climatique majeur. Il faut cependant évaluer précisément les risques liés au stockage géologique et développer les technologies qui permettront de suivre l'évolution des sites et qui assureront leur intégrité sur le long terme.
Il faut considérer cet effort financier comme indispensable dans la période transitoire entre les actuelles énergies fossiles (pétrole, gaz et charbon), qui occuperont encore une place dominante dans les prochaines décennies, et les énergies alternatives - énergies renouvelables et futures énergies (solaire, éolien, fusion nucléaire) - qui ne sont pas encore matures pour prendre massivement le relais.
Dans un contexte d'utilisation durable des énergies fossiles, la maîtrise des émissions de CO₂ est incontournable. Et dans le domaine de l'industrie, la voie du stockage géologique apparaît comme la seule en mesure de traiter le problème à grande échelle. Mais cette solution n'est pas la seule à pouvoir contribuer à la réduction des émissions de CO₂ . Il faut parallèlement améliorer l'efficacité énergétique, développer les énergies renouvelables et modifier nos comportements dans la consommation d'énergie.
 

Télécharger les fiches sur le stockage du CO ₂ :

+ 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 : Que devient le CO₂ injecté dans le sous-sol ?

Philippe Delaplace, chercheur à IFP Energies nouvelles nous répond. [Août 2009]
 

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

+ Lettre IFP Energies nouvelles "Les rendez-vous de l'innovation" : Numéro spécial : "IFP Energies nouvelles et le Captage/Stockage du CO₂ (CSC)"

N°10 - Novembre 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]