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Surveillance environnementale
Nos solutions

En s’appuyant sur le transfert de méthodologies et de technologies matures de l’exploration-production pétrolière vers les filières de la transition énergétique, en particulier ses compétences en géosciences, IFPEN travaille sur deux approches :

  • la surveillance des gaz ou des échanges gazeux en surface,
  • la surveillance des fluides en profondeur, qui inclut :
    • la modélisation du comportement des stockages souterrains,
    • la surveillance des stockages et de leur impact environnemental. Dans ce domaine, IFPEN propose des méthodologies et des technologies de monitoring environnemental pour des applications industrielles.

 

Monitoring géochimique pour le CCS

Entre 2008 et 2012, IFPEN a participé à deux projets collaboratifs avec Total sur son site de Lacq, dont le projet ANR Sentinelle. L’objectif était la mise en place d’une démarche intégrée de monitoring géochimique afin de garantir la sécurité du stockage de CO2.

Monitoring géochimique pour le CCS« La méthodologie que nous avons déployé consistait en une série d’échantillonnages réalisés sur le terrain, suivis d’analyses au laboratoire post-prélèvements.

Les résultats obtenus ont fait l’objet de dépôts de brevets et donné lieu à plusieurs publications ; ils ont aussi permis de révéler les limites d’un temps d’analyses post-laboratoire jugé non seulement trop long, et parfois même aléatoire, pour plusieurs raisons :

  • la représentativité de l’échantillonnage réalisé sur le terrain, que ce soit :
    • dans le réservoir via un prélèvement en tête de puits,
    • dans un aquifère de contrôle via un prélèvement dans un puits ouvert dédié,
    • ou encore à la surface, à différents endroits autour du site de stockage,
  • la préservation de l’échantillon prélevé s’il n’est pas analysé dans les semaines qui suivent l’opération ; un risque de contamination par l’air est jugé possible après 12 semaines de conservation,
  • le transport des échantillons, qui peut s’avérer compliqué lorsqu’ils sont sous pression par exemple, avec des contraintes de sécurité et des normes à respecter,
  • les problèmes de douanes qui peuvent exister.
     
Monitoring géochimique pour le CCS-2

Ce retour d’expérience nous a permis d’orienter nos activités vers le développement d’une démarche de mesures :

  • déployées directement sur site,
  • permettant l’acquisition de données en temps réel,
  • avec une interprétation a minima.
     

Cette méthodologie nous permet un pilotage plus efficace du procédé, avec une remise à jour des modèles si nécessaire : nous sommes désormais en capacité de proposer une démarche de surveillance de monitoring géochimique répondant à trois types de besoins :

  • une offre intégrée pour la surveillance des réservoirs et aquifères profonds,
  • la surveillance environnementale sur site grâce au développement d’une station fixe,
  • une approche innovante via le développement d’une station de surveillance mobile.
     

Guillaume Berthe, chef de projet Monitoring, IFPEN


Surveillance de réservoirs et d’aquifères profonds

« L’offre intégrée que nous avons développée avec la PME SEMM Logging rend possible le calcul de la composition géochimique d’un fluide à différents endroits des aquifères ou des réservoirs, sans avoir la nécessité d’effectuer un grand nombre de prélèvements.

Nous proposons une démarche en trois étapes :

  • un préleveur de fond, fonctionnant à partir d’une profondeur de 200 mètres et jusqu’à 3 500 mètres,
  • une cellule de transfert de fluides, que nous avons développée pour conserver le fluide en conditions de réservoir et l’analyser directement sur site :
    • pression de saturation,
    • GWR (Gas Water Ratio) : il s’agit du rapport entre la quantité de gaz présent dans un fluide et la quantité de fluide liquide,
    • composition géochimique en gaz dissous.
      Surveillance de réservoirs et d’aquifères profonds
  • l’analyse et l’interprétation des données :
    • facilement accessibles sur une interface ergonomique Labview,
    • constituée d’un modèle thermodynamique élaboré à partir de notre propre base de données thermodynamique ; ce qui nous permet d’anticiper l’évolution de la composition analysée.


Notre offre sera testée et validée au sein du projet Ademe GecoSampa et déployée en 2020 dans le cadre du projet européen SECURe. »

Armand Karimi, responsable d’étude monitoring du CO2, IFPEN


Surveillance d’aquifères peu profonds et de la ZNS

« Pour répondre aux problématiques spécifiques des aquifères peu profonds, des nappes potables et potabilisables et du sol (ZNS ou Zone Non Saturée), nous avons enrichi les fonctionnalités de notre station fixe, développée pour surveiller les taux d’émissions de CO2 au sol. L’outil avait initialement une double fonction :

  • mesurer la ligne de base d’un site avant toute installation d’une activité industrielle ou agricole,
  • et surveiller l’évolution des émissions de CO2.

La version améliorée de cet équipement de surveillance en continu propose une approche multi-paramètres et multi-traceurs : elle a été testée et validée dans une des cavités des galeries du site naturel de Saint-Émilion dans le cadre du projet Ademe Demo-CO2, en collaboration avec Bordeaux INP. Notre équipement sera également utilisé pour la surveillance d’une une nappe non répertoriée au sein du projet Aquifer-CO2Leak. ».

Armand Karimi, responsable d’étude monitoring du CO2, IFPEN

 Surveillance d’aquifères peu profonds et de la ZNS


Surveillance en surface et de l’atmosphère

La surveillance des émissions de méthane dans l’air et à la surface du sol est une problématique prise en compte depuis 2015. Elle est indispensable à plusieurs activités, pour en garantir l’intégrité :

  • le stockage de gaz naturel,
  • le transport de gaz naturel et les réseaux de distribution associés,
  • la surveillance des émanations de gaz autour des sites de déchets industriels, notamment en zone péri-urbaine.

« Nous avons développé une offre intégrée, Gasmap, avec :

  • une station mobile : il s’agit d’un véhicule électrique équipé de capteurs multi-paramètres et multi-traceurs,
  • un logiciel de visualisation et de traitement des données.
     

Surveillance en surface et de l’atmosphère

L’aspiration et l’analyse des données en temps réel permettent de générer une cartographie dynamique. Nous envisageons de coupler notre système GasMap avec le capteur que nous développons pour des applications de post-traitement, afin de proposer une offre innovante de surveillance de la qualité de l’air. »

Guillaume Berthe, chef de projet Monitoring, IFPEN

 

Contact

Florence Delprat-Jannaud

  • Responsable des programmes : "Captage du CO2", et "Gestion du sous-sol pour les NTE".