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Fil d'Info Science

La recherche en géochimie au service de la sécurité des sites de stockage géologique de CO2

Octobre 2014

Assurer la sécurité des sites de stockage géologique de CO2 est primordial pour le développement industriel de la filière captage-stockage du CO2. Afin de suivre l’évolution du stockage et de vérifier l’absence de fuites, la surveillance des sites de stockage doit être effectuée depuis le réservoir dans lequel le CO2 est injecté jusqu’à la surface, et même au-dessus, par exemple dans les habitations. Les techniques de surveillance permettent de détecter les remontées éventuelles afin que des mesures correctives adaptées soient mises en place.

Dans le cadre du projet ANR Sentinelle (2008-2012) auquel IFPEN a participé, de nombreux travaux ont été réalisés concernant à la fois la mise en place de méthodologies et le déploiement sur le site de Rousse/Lacq (TOTAL) de techniques/outils de surveillance, essentiellement en surveillance géochimique.

A ce titre, IFPEN a apporté toute son expertise et savoir-faire, notamment dans le domaine de géochimie des gaz en développant et en déployant une méthodologie combinant "gaz majeurs/isotopie du carbone/gaz rares" et ce, dans le but de déterminer la présence ou non d’une fuite de CO2 aux niveaux sus-jacents du réservoir. La caractérisation géochimique complète de ce que l’on appelle les "pôles purs" (i.e. réservoir, aquifère, surface/sols, atmosphère et CO2 injecté) a permis d’effectuer le traçage des fluides en présence (réf.  1 et 2).

Ainsi, avec cette approche et ces techniques de traçage, la mise en évidence de CO2 issu du stockage est aujourd’hui possible, sans ambiguïté et de manière précoce, en bénéficiant des caractéristiques diffusives particulières des gaz rares. Grâce à ces mesures, l’opérateur pourrait en cas de fuite anticiper et prendre immédiatement des mesures conservatives pour garantir la sécurité.

 

Composition en gaz rares des gaz de sols du site de Rousse, des réservoirs Rousse 1 et Rousse 3, du gaz réseau PV4410, du gaz du puits de surveillance sentinelle et du CO2 injecté ; normalisée à la composition de l’air.

    
Pour aller plus loin dans la compréhension de la migration de ces traceurs de gaz rares en zone proche surface (zone non saturée), des travaux ont également été réalisés dans le cadre du projet ADEME “CO2-Vadose” (2009-2013). Cette étude a permis de mieux comprendre les causes de variation naturelle de concentration en CO2 dans les sols, et ainsi de démontrer sur des bases scientifiques la capacité à différencier ces variations naturelles avec d’éventuelles fuites (réf. 3). Elle permet ainsi d’affiner les futures règles relatives à la surveillance des stockages, notamment en matière de positionnement des capteurs, de fréquence d’interrogation et de seuil de détection significatif.

Les méthodologies développées à l’occasion de ces travaux de recherche ont donné lieu à des brevets portant sur leur mise en application.

  
Références :
  

  1. B. Garcia, J. Hy Billiot, V. Rouchon, G. Mouronval, M. Lescanne, V. Lachet, N. Aimard.
    A Geochemical Approach for Monitoring a CO2 Pilot Site: Rousse, France. A Major gases, CO2-carbon isotopes and Noble Gases Combined Approach (2012). Oil Gas Science and Technology, vol. 67; pp. 341-353.
    >> DOI: 10.2516/ogst/2011154
      
  2. F. Gal, K. Michel, Z. Pokryszka, S. Lafortune, B. Garcia, V. Rouchon, P. De Donato, J. Pironon, O. Barrès, N. Taquet, G. Radilla, C. Prinet, J. Hy-Billiot, M. Lescanne, P. Cellier, H. Lucas, F. Gibert. Study of the environmental variability of gaseous emanations over a CO2 injection pilot – Application of the French Pyrenean Foreland (2014). International Journal of Greenhouse Gas Control, vol. 21; pp. 177-190.
    >> DOI: 10.1016/j.ijggc.2013.12.015
      
  3. B. Garcia, P. Delaplace, V. Rouchon, C. Magnier, C. Loisy, G. Cohen, C. Laveuf, O. Le Roux, A. Cerepi. The CO2-Vadose project: Numerical modelling to perform a geochemical monitoring methodology and Baseline performance assessment for various geochemical variables (gas flux, gas composition, stable isotopes and noble gases) in the carbonate vadose zone (2013). International Journal of Greenhouse Gas Control, vol. 14; pp. 247-258.
    >> DOI: 10.1016/j.ijggc.2013.01.029

 

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