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Antoine FECANT

Ingénieur de recherche / Chef de projet
Antoine Fécant est titulaire d’un diplôme d’ingénieur de l’Ecole Normale Supérieure de Chimie de Lille (2004) et d’un DEA de l’Université de Lille I la même année. Il a ensuite obtenu un Doctorat de l
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Maria-Fernanda ROMERO-SARMIENTO

Ingénieur de recherche / Chef de projet
Docteur en Géochimie Organique
HDR en Sciences de l'Univers
Maria-Fernanda Romero-Sarmiento a rejoint l’IFP Energies nouvelles en 2010 en tant que chercheuse scientifique en géochimie organique. Elle est titulaire d'un doctorat en Géochimie Organique de l
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Jean KITTEL

Materials & Corrosion Technical Advisor, Chef de projet
Docteur en électrochimie
> 20 ans d'expérience dans le domaine des matériaux et de la corrosion. Ingénieur Matériaux de l'INSA de Lyon, 1997. Docteur en Electrochimie (Paris 6), 2001. HDR de l'INSA de Lyon, 2011. Membre
Carnot IFPEN Ressources Energétiques
Innovation et industrie

Carnot IFPEN Ressources Energétiques

Carnot IFPEN Ressources énergétiques

Approfondir et accélérer la R&I 

Les activités ressources énergétiques d’IFPEN ont reçu le label « Institut Carnot » en 2020, reconnaissance des nombreuses collaborations existantes avec des acteurs des mondes économique et académique, tant en France qu’à l’international. IFPEN Ressources Energétiques fait désormais partie du réseau Carnot, fort de 39 Carnot, pour une durée de quatre ans.

Créé par le ministère de l'Enseignement supérieur, de la Recherche et de l'Innovation en 2006, le label est décerné à des laboratoires publics fortement engagés dans une logique de recherche partenariale au bénéfice de l’innovation d’entreprise et de la croissance française.

Implantés sur tout le territoire français, les Carnot poursuivent en synergie une mission commune : préparer l’avenir industriel et économique en accélérant le transfert de technologies de la recherche vers le monde socio-économique.
 

Relever le défi de la transition énergétique

Le Carnot IFPEN Ressources Energétiques (IFPEN RE) est résolument engagé dans la thématique de la transition énergétique en se proposant de  : 

Soutenir l’innovation dans les PME

Outre le développement de nouvelles technologies de l’énergie, IFPEN RE s’engage à :
- intensifier par des actions très volontaristes ses partenariats avec des ETI, PME et start-up ;
- faire bénéficier le réseau des Instituts Carnot de ses compétences en termes de développement à l’international et profiter également d’expériences en retour.
 


Le réseau IFPEN RE 

Le Carnot IFPEN Ressources Energétiques entretient des relations privilégiées avec l’industrie, des TPE, PME, ETI jusqu’aux grands groupes industriels français et internationaux.

De plus, il est engagé, aux niveaux national, européen et international, dans de nombreuses structures collaboratives, ce qui le place au centre d’un réseau dense de partenariats de recherche.

Au niveau national, le Carnot IFPEN RE s’investit activement dans les alliances de recherche Ancre, dont IFPEN est membre fondateur, et AllEnvi, dédiées respectivement à l’énergie et à l’environnement. Il est également fortement impliqué dans d’autres structures thématiques telles que le pôle de compétitivité AVENIA consacré aux géosciences, le Club CO2 dont il assure la présidence dans le domaine du CCS, l’association EVOLEN de promotion de l’excellence technologique française et le programme CITEPH d’Open Innovation en faveur du développement de PME et ETI dans le domaine de l’énergie, ou encore l’institut Convergence Data IA dédié au numérique.
Le Carnot IFPEN RE travaille aussi en étroite collaboration avec la communauté universitaire ainsi qu’avec d’autres établissements publics de recherche. Enfin, il est impliqué dans des projets de démonstration dans le cadre des Programmes d’investissement d’avenir (PIA) soutenus par l’Ademe.

Au niveau international, le Carnot IFPEN RE dispose de relations privilégiées avec de nombreux "Research Technology Organisations" (RTO), via notamment des accords-cadres et partenariats stratégiques. Les travaux de recherche du Carnot font l’objet d’une forte visibilité et plus de la moitié de ses publications de rang A relèvent de coopérations étrangères. Par ailleurs il est partie prenante de nombreux organismes scientifiques de premier plan mondial et est le représentant de la France au Comité exécutif du Programme de coopération technologique IEA Wind de l’Agence internationale de l’énergie (AIE)

Plus particulièrement, en Europe, le Carnot IFPEN RE se positionne comme un acteur de poids au sein de l’Espace européen de la recherche (EER) et  travaille en synergie avec des plateformes telles que l’ETIP-DG afin de définir les besoins de l’industrie et les opportunités de développement de la géothermie. Dans le domaine du CCUS, il participe également activement aux réseaux européens tels que ECCSEL et la plateforme ZEP pour accélérer le déploiement de ces technologies. Dans le domaine des géosciences, il contribue au développement de solutions pour la gestion des sols avec l’European Energy Research Alliance (EERA).
 

Expertises et compétences  

•    Géosciences descriptives et quantitatives
•    Mécanique des fluides, des solides et des structures
•    Modélisation moléculaire, thermodynamique
•    Physico-chimie des matériaux et fluides complexes
•    Physique et Analyse
•    Biotechnologies
•    Génie chimique et technologies
•    Conception et modélisation de procédés 
•    Modélisation et simulation des systèmes
•    Science et technologies du numérique
 

Innovation et industrie
Innovation et industrie

Nos solutions

Carnot IFPEN Ressources EnergétiquesCaptage, stockage et utilisation du CO2   
Nos solutions

IFPEN développe des innovations sur toute la chaîne de valeur du CCUS:

 

 

CAPTAGE DU CO2

En postcombustion : procédé DMX™ à solvant démixant

Le procédé DMX™ est dédié au captage du CO2 dans les émissions des installations industrielles : centrales thermiques au charbon, cimenteries, aciéries, etc. Il vise à améliorer les performances des procédés classiques aux amines, qui présentent une forte consommation d’énergie pour la régénération du solvant. Le gain énergétique ciblé est compris entre 30 et 40 %. La solution repose sur un solvant à très grande capacité cyclique qui décante en deux phases, et dont seule la phase la plus riche en CO2 est envoyée à la régénération. La stabilité chimique de cette dernière phase permet une régénération en température et la production de CO2 à pression élevée (jusqu’à 6 bar.eff). On peut ainsi économiser deux étages de compression par rapport aux procédés classiques.  Les essais réalisés sur mini pilote ont montré l’efficacité du procédé DMX™ à petite échelle et sur du gaz synthétique.

Image Solutions CCUS
Unité pilote du procédé DMX

Une démonstration à l’échelle du pilote industriel sur du gaz sidérurgique réel est en cours de réalisation dans le cadre du projet européen 3D (DMX™ Demonstration at Dunkirk) coordonné par IFPEN et lancé en 2019. 
Par ailleurs, l’extension du champ d’application de DMX™ à d’autres types d’émetteurs est étudiée dans le cadre du projet Ademe Dinamx « Démonstration et applications innovantes du DMX™» lancé en 2020.
 

En oxycombustion : la combustion en boucle en boucle chimique

IFPEN développe un procédé novateur de captage du CO2 utilisant la combustion en boucle chimique (CLC pour Chemical Looping Combustion). Ces travaux sont menés en partenariat avec Total (devenu TotalEnergies) depuis 2008. La performance à grande échelle fait l’objet du projet sino-européen H2020 Cheers.
La combustion en boucle chimique consiste à concentrer le CO2 directement dans les fumées de combustion (concentration supérieure à 90 %) pour faciliter sa séparation des autres composants. On utilise pour cela un oxyde métallique qui, au contact de la charge (gaz naturel, charbon, petcoke, biomasse, etc.), libère l’oxygène nécessaire à la combustion, produisant des effluents uniquement composés de vapeur d’eau et de CO2. Il est alors facile d’isoler le CO2 par simple condensation de la vapeur d’eau. Le grand avantage de ce procédé est de parvenir à cette séparation sans étape additionnelle et donc de présenter un meilleur bilan énergétique que ses concurrents. Les travaux de recherche sont validés grâce à plusieurs maquettes froides et sur un pilote de 10kW. Ils bénéficient du savoir-faire des équipes d’IFPEN en matière de lits fluidisés et de matériaux. 

Pilote CLC IFPEN/Total à IFPEN-Lyon
Pilote CLC IFPEN/TotalEnergies à IFPEN-Lyon

 

STOCKAGE DU CO2 

Sécuriser le stockage : logiciel de simulation CooresFlow

Le logiciel de recherche CooresFlow constitue une solution intégrée multi-physique, multi-échelle, de simulation, couvrant toutes les étapes de la vie d’un stockage. Il a été développé en partenariat avec un pétrolier et un stockeur de gaz. 

CooresFlow permet de simuler en 3D les écoulements de fluides, le transport des espèces chimiques via ces fluides, ainsi que les interactions entre la roche et les fluides. Il peut ainsi prédire à la fois :
•    l’évolution de la composition des fluides et du milieu poreux,
•    son impact sur les écoulements.

Le logiciel CooresFlow se distingue sur le marché par :
•    son interface intégrée, qui permet la fois de créer un modèle, de lancer une simulation et de visualiser les résultats,
•    sa flexibilité,
•    et sa performance de calcul : il offre notamment la possibilité de réaliser des maillages complexes avec un raffinement évolutif au cours du temps.
Son large périmètre d’utilisation le dédie aussi bien au travail en laboratoire qu’au terrain, de l’échelle du puits à celle du site, voire du bassin.

Le logiciel CooresFlow peut être utile :
•    dans les phases de sélection et de conception des sites de stockage, afin de limiter les risques,
•    en phase de surveillance pendant et après la phase d’injection, pour aider à positionner les outils de monitoring, adapter la fréquence des mesures, ou encore simuler le devenir du CO2 stocké en mettant à jour le modèle de transport réactif à partir de ces mesures. 
 

Simulation injection CO2

 

Surveillance des stockages de CO2

IFPEN développe des technologies de surveillance de sites de stockage de CO2 dans le cadre de différents projets de recherche français et européens. 

  • Détection de fuites à grande profondeur: préleveur de fond de puits et cabine d’analyse

    Les outils développés par IFPEN et son partenaire industriel SEMM Logging permettent le calcul de la composition géochimique d’un fluide à différents endroits des aquifères ou des réservoirs, sans avoir à effectuer de nombreux prélèvements.

    Le calcul se déroule en trois étapes :

    • Le prélèvement d’un échantillon de fluide à une profondeur donnée avec le préleveur de fond, fonctionnant à partir d’une profondeur de 200 mètres et jusqu’à 3 500 mètres dans un puits.

     

    Préleveur de fond


    • Le transfert du fluide dans la cellule de transfert T555 pour l’analyse de la composition du gaz par un micro-chromatographe directement sur site.

    Cellule de transfert T555
  • Détection de fuites à faible profondeur: station de monitoring multi-gaz

    Pour répondre aux problématiques spécifiques des aquifères peu profonds, des nappes potables et potabilisables et du sol (ZNS ou Zone Non Saturée), une station fixe de monitoring multi-gaz a été développée. Elle est destinée à surveiller les taux d’émissions de CO2 et autres gaz au sol. Sa fonction est double :
    • mesurer la ligne de base d’un site avant toute installation d’une activité industrielle ou agricole,
    • surveiller l’évolution des émissions de CO2.
     

    Cet équipement de surveillance en continu propose une approche multi-paramètres et multi-traceurs. La station 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. Cet équipement est également utilisé pour la surveillance d’une nappe non répertoriée au sein du projet Aquifer-CO2Leak.
     

    Surveillance à faible profondeur

     

VALORISATION DU CO2

Le CO2 peut être considéré comme une matière première pour produire d’autres molécules. IFPEN, à travers le projet Sun2Chem, participe avec ses partenaires à l’élaboration d’un procédé pour obtenir de l’éthylène à partir de CO2, en utilisant l’énergie solaire.
 

Captage, stockage et utilisation du CO2
Innovation et industrie

Nos atouts

Carnot IFPEN Ressources EnergétiquesCaptage, stockage et utilisation du CO2   
Nos atouts

Une expertise historique dans le traitement de gaz réorientée vers les procédés de captage de CO2.

Une position de pionnier dans le développement des technologies de captage en postcombustion, avec notamment le pilotage du projet européen Castor.

Des moyens d’expérimentation uniques au monde pour la technologie CLC de captage en oxycombustion :

  • maquette froide,
  • pilote de 10 kW,
  • atomiseur pour la production des particules.


Des compétences exhaustives en géosciences qui nous permettent de proposer des solutions pour un stockage massif du CO2 en toute sécurité : une expertise validée sur toute la chaîne du stockage, au sein de nombreux projets collaboratifs parmi lesquels :

  • screening d’un aquifère (projet Ademe France Nord),
  • évaluation de sites de stockage (projet européen SiteChar, coordonné par IFPEN et récompensé par les Étoiles de l’Europe),
  • suivi et surveillance du stockage (projet européen CO2Remove),
  • étude de l’abandon (projet européen CO2Care),
  • outils de surveillance sur le long terme (projet européen Mirecol).
     

Une expertise en analyse du cycle de vie qui permet une approche technico-économique et environnementale exhaustive de la problématique CCUS.
 

Captage, stockage et utilisation du CO2
Innovation et industrie

Captage, stockage et utilisation du CO2

Carnot IFPEN Ressources EnergétiquesCaptage, stockage et utilisation du CO
Contexte et enjeux 

Un contexte international marqué par :

  • les Accords de Paris et le plan Climat,
  • un objectif de limiter à 2 °C l’augmentation de la température mondiale d’ici à 2100 : une baisse de plus de 40 % des émissions mondiales de CO2 d’ici à 2040 est à présent nécessaire pour espérer y parvenir,
  • la création de l’Oil and Gas Climate Initiative (OGCI) : 13 compagnies pétrolières internationales se sont rassemblées pour contribuer à la réduction des émissions de gaz à effet de serre en particulier celles résultant de l’extraction et de la consommation de pétrole et de gaz dans les secteurs de la production d’électricité et de chauffage, de l’industrie et du transport. L’OGCI dispose d’un fonds d’investissement doté de plus d’un milliard de dollars. Ses membres identifient le CCS comme une technologie indispensable à mettre en œuvre dans les années à venir.
     

Différentes solutions devront être associées pour atteindre cet objectif :

  • amélioration de l’efficacité énergétique,
  • développement des énergies renouvelables,
  • captage et stockage du CO2 (CCS).
     

Les industries intéressées par le CCUS sont les industries lourdes, qui ne disposent pas à ce jour de technologies de substitution pour réduire massivement leurs émissions de CO2 :

  • sidérurgie,
  • cimenterie,
  • raffinage,
  • chimie,
  • pétrochimie.
     

Les grands verrous liés au déploiement du CCS concernent tous les segments du marché :

  • réduire le coût des technologies de captage. Le captage reste l’étape la plus coûteuse de la filière CCS, de 65 à 75 % du coût total. Les enjeux portent sur le développement de technologies les plus efficaces possibles, réduisant notamment leur pénalité énergétique,
  • étudier la cartographie du transport (bateaux et gazoducs) en fonction de la localisation des installations de captage par rapport aux sites de stockage, et développer le transport du CO2 liquide par bateau,
  • démontrer la faisabilité d’un stockage massif et sécurisé dans des aquifères salins profonds et mettre au point des technologies de contrôle et surveillance long-terme,
  • développer les analyses économiques et les analyses de cycle de vie (ACV) pour quantifier les bénéfices environnementaux par rapport à :
    • une situation sans CCS,
    • des procédés alternatifs,
  • proposer des modalités de mobilisation des parties-prenantes afin d’encourager un dialogue informé autour des projets et définir les conditions pour leur réalisation.

 

Le déploiement du CCS est un véritable défi : il nécessite de mettre en place, en 25 ans, une industrie de taille comparable à celle de l'industrie pétrolière : des installations pour le captage du CO2 dont la taille cumulée se compare à celle de l’industrie mondiale du raffinage, des réseaux de transport de taille comparable à ceux du transport du gaz naturel, et des infrastructures pour le stockage comparables à celles des exploitations des plus grands gisements pétroliers.
 

Le CCUS permettra d’éviter l’émission de 8,2 milliards de tonnes de CO2 d’ici à 2060, contribuant à hauteur de 14 % à l’effort nécessaire (AIE, scénario BLUE Map).

IFPEN est historiquement positionné sur tous les segments de la chaîne de valeur du CCS : 
• développer des procédés de captage économiquement accessibles,
 mettre au point des technologies de stockage massif sécurisées pour réduire les émissions de CO2 et lutter contre le réchauffement climatique.

Nos solutions

Nos réseaux 

Nos atouts 

   

Captage, stockage et utilisation du CO2
Innovation et industrie

Nos réseaux

Carnot IFPEN Ressources EnergétiquesCaptage, stockage et utilisation du CO2
Nos RÉSEAUx 

Dans le domaine du CCUS (CO2 capture, utilisation and storage), IFPEN est au cœur d’un réseau dense de collaborations avec des industriels et acteurs académiques, tant au niveau national qu’européen et international. IFPEN est également membre de la Plateforme Technologique Européenne ZEP ainsi que de l'infrastructure de recherche européenne ECCSEL. Par ailleurs, Florence Delprat-Jannaud, responsable du programme "CO2 : captage, stockage, valorisation et émissions négatives" d’IFPEN assure la présidence du Club CO2 qui réunit 34 membres et dont l’objectif est de faciliter le déploiement de la filière française du CCUS, en développant des actions liées à la maîtrise des risques, à l’accompagnement du débat, au renforcement de la compétitivité et à la création d’un cadre juridique.
 

UN PARTENARIAT STRATÉGIQUE AVEC TOTALEnergies, POUR DEVELOPPER LE CCUS

TotalEnergies

IFPEN a signé en 2019 un partenariat de R&D avec Total (devenu TotalEnergies) sur le développement des technologies de captage, stockage et utilisation du CO2, pour une durée de 5 ans. Ce partenariat prévoit de renforcer la collaboration déjà existante entre les deux organismes, afin de remplir les objectifs de réduction du coût des technologies CCUS et d'amélioration de leur efficacité pour un déploiement à grande échelle. Le partenariat inclut une convention de Chaire "Carbon management and negative CO2 emissions to net-zero carbon future" avec IFP School afin de former de nouveaux chercheurs et experts internationaux sur les technologies de réduction du CO2 de l'atmosphère.

PROCEDES DE CAPTAGE

Projet H2020 3D: captage de CO2 sur le site sidérurgique d’ArcelorMittal à Dunkerque

Le projet européen H2020 3D (DMX™ Demonstration in Dunkirk), coordonné par IFPEN, réunit 11 partenaires et vise à faire la démonstration industrielle du procédé DMX développé par IFPEN sur un site sidérurgique. Ce projet s’inscrit aussi dans la perspective plus générale du développement d’un futur pôle européen de captage-stockage de CO2 à Dunkerque et en Mer du Nord.

Il comporte trois étapes clé :
-    Réalisation d’un pilote en 2021 pour démontrer les performances du procédé DMX™ développé par IFPEN, 0,5 sur gaz sidérurgique, avant la commercialisation par Axens
-    Design d’une unité industrielle en 2026 permettant de capter 1 million de tonnes de CO2 par an, sur les 11,8 millions de tonnes émises sur le site.
-    Préparation d’un pôle européen de Dunkerque - Mer du Nord à qui permettrait à horizon 2035 de capter, conditionner, transporter et stocker 10 Mt de CO2 par an.

Pour en savoir plus: le projet 3D en vidéo
 

Projet ADEME DinamX : démonstration sur un pilote industriel du procédé DMX™

Le projet ADEME Dinamx « Démonstration et applications innovantes du DMX™» a été lancé en 2020 pour quatre ans avec la participation d’IFPEN, TotalEnergies Raffinage-Chimie et ArcelorMittal France. Coordonné par Axens, l’objectif est de réaliser, en complément au projet 3D (voir ci-dessus), la démonstration du procédé DMX™ pour décarboner sur du gaz de haut-fourneau et d’étendre son champ d’application à d’autres types d’émetteurs afin de réduire les émissions de CO2 en France. D’autres applications seront instruites dans le but de confirmer l’intérêt du procédé pour les cimenteries, les verreries, le chauffage urbain ou la production d’électricité à partir de biomasse.

En savoir plus sur DinamX
 

Projet H2020 CHEERS : démonstration d’un procédé innovant de combustion en boucle chimique

Logo Cheers

IFPEN participe au projet Cheers, cofinancé par l’Union européenne (programme Horizon 2020) et le Ministère des Sciences et Technologies chinois. D’une durée de cinq ans (2018/2022), CHEERS rassemble des acteurs engagés de longue date sur la chaîne CCUS, parmi lesquels IFPEN, Sintef (coordinateur du projet), TotalEnergies, Tsinghua University et Dongfang Boiler.

Le projet Cheers va permettre de démontrer l’intérêt d’une technologie de CLC sur un cas identifié par TotalEnergies : une raffinerie pourra utiliser du petcoke (hydrocarbure sous forme solide, résidu ultime des procédés de conversion du pétrole) pour produire de l’électricité et de la vapeur sans générer d’émission de CO2. Pour cela, une unité de démonstration, à l’échelle de 3 MWth, utilisant la technologie IFPEN, sera conçue, réalisée et opérée sur un site expérimental de l’énergéticien Dongfang en Chine.

Au sein du projet, IFPEN a notamment la charge du dimensionnement du démonstrateur et de l’évaluation des performances du procédé CLC dans la chaîne CCUS complète. IFPEN intervient aussi dans la sélection de l’oxyde métallique pour le transport de l’oxygène, les études d’engineering, mais aussi la construction et la réalisation des essais. 

Cheers validera les concepts technologiques qui permettent de passer à l’étape industrielle, notamment la maîtrise de la circulation du porteur d’oxygène, ce qui est l’élément clé de l’opération du procédé CLC testé. Le succès du projet positionnera IFPEN, en partenariat avec TotalEnergies, comme leader mondial sur la technologie CLC, et une première industrielle pourrait être envisagée d’ici une dizaine d’années. La voie serait alors ouverte à une large diffusion de la technologie auprès des grandes unités industrielles ayant des enjeux de production d’énergie décarbonée pour leur fonctionnement, comme les centrales électriques ou les raffineries.
 

Choix des sites de stockage

Projet H2020 STRATEGY CCUS : étude de plusieurs régions européennes pour évaluer leurs capacités en matière de CCUS

Strategy CCUS

Le projet H2020 Strategy CCUS,  mené de 2019 à 2021 avec 16 partenaires européens et coordonné par le BRGM, avait pour objectif de progresser dans la compréhension de l’aptitude des aquifères salins profonds au stockage géologique du CO2 et d’élaborer des plans stratégiques pour le développement du CCUS, technologie clé pour atteindre les objectifs de réduction de GES de l'Accord de Paris, en Europe du Sud et de l’Est. Il visait également à réfléchir à la construction d’une infrastructure CCUS à l’échelle européenne. 

Dans le cadre de ce projet, trois régions du sud de l’Europe ont été retenues pour une étude approfondie de leur potentiel de captage, de stockage et d’utilisation du CO2 IFPEN a participé à l’élaboration et à l’évaluation des scénarios pour chacun des trois sites.

 

Projet H2020 PilotSTRATEGY: développement du CCUS en Europe du Sud et de l’Est

PilotSTRATEGY

 

 

Le projet PilotSTRATEGY, prolongement du projet StrategyCCUS, a été lancé en 2021 pour cinq ans. Il est coordonné par le BRGM et mené avec 16 autres partenaires. 
PilotStrategy vise à caractériser cinq régions en Europe (France, Espagne, Portugal, Grèce et Pologne) comme zones potentielles de stockage géologique de CO2. L’objectif pour les trois premières régions est la réalisation d’études préliminaires nécessaires à l’implémentation d’un pilote de stockage de CO2.
Les travaux d’IFPEN concernent le site pilote français localisé dans le bassin parisien.  Ils consistent à caractériser, à partir d’échantillons, les propriétés pétrophysiques et mécaniques du substrat rocheux, à construire le modèle géologique correspondant et à réaliser une simulation d’injection du CO2, afin d’optimiser le placement du puits et de simuler les effets géochimiques et géomécaniques induits par le stockage.

 

 

Projet H2020 Rex-CO2 : réutilisation de puits de production pétrolière et gazière en fin de vie en vue du stockage de CO2

 

Lancé en novembre 2019 pour une durée de trois ans le projet européen REX-CO2 (Re-using EXisting wells for CO2 storage operations) vise à développer un outil numérique d'aide à la décision pour la réutilisation de puits de production pétrolière et gazière en fin de vie en vue du stockage de CO2. La participation d’IFPEN au projet REX-CO2 concerne les différentes étapes de la mise au point de l’outil de la définition de son architecture aux essais expérimentaux visant à caractériser les interfaces acier / ciment / roche du puits, en passant par des simulations numériques de l'environnement proche. 
 

Surveillance des sites de stockage

Projet H2020 SECURe : pour une surveillance en continu des sites de stockage de CO2

Le projet SECURe (Subsurface Evaluation of CCS and Unconventional Risks), qui réunit 17 partenaires européens depuis 2018 pour une durée de 4 ans, vise à tester et à améliorer  les technologies actuelles de surveillance en continu des sites de stockage de CO2.

Ce projet est l’occasion pour IFPEN de valider sa solution globale constituée d’un préleveur de fond de puits et d’une cabine d’analyse développés en partenariat avec la société SEMM Logging sur un site réel. L’aquifère étudié dans le cadre de cette validation est un site géothermique contenant du gaz dissous en faible quantité. Ce test permet de vérifier la validité de la solution pour la surveillance à la fois d’un stockage géologique de CO2 dans des zones de faible quantité de gaz dissous (surveillance du panache de CO2 dissous, d’une fuite de CO2) et d’un site géothermique (surveillance de l’intégrité du site).
 

Projet Sense : pour une surveillance fiable et rentable des sites de stockage de CO2

Le projet SENSE, coordonné par le Norwegian Geotechnical Institute (NGI), a démarré en 2019 pour une durée de 4 ans.  Il vise à développer une méthodologie de surveillance fiable, continue et économique basée sur la détection des mouvements du sol combinée à la modélisation et à l'inversion géomécanique. Les travaux s’appuient notamment sur de nouveaux développements technologiques ainsi que sur l'optimisation et l’automatisation du traitement et de l’interprétation des données. 
 

Projet ADEME Aquifer-CO2Leak : de nouveaux outils pour assurer l’intégrité des sites de stockage souterrain

Le projet Aquifer-CO2Leak a été lancé en 2018 pour une durée de 4 ans avec pour but d’affiner les méthodologies existantes et de développer de nouveaux outils destinés à s’assurer de l’intégrité des sites de stockage souterrain. Ces travaux font suite aux projets Vadose (2009-2013) et Demo-CO2 (2013-2017).
Aquifer-CO2Leak étudie une nappe non répertoriée dans le sous-sol de Saint-Émilion, à travers l’injection et la modélisation d’un monitoring de panache de CO2, ainsi que la mesure et la surveillance des traceurs en ZNS.

Ce projet poursuit les objectifs suivants :
•    mettre au point une instrumentation dédiée au monitoring géoélectrique et géochimique,
•    définir la pertinence du traçage par fluorescence et identifier de nouvelles technologies pour détecter les fuites de CO2,
•    élaborer des méthodes numériques et analytiques de détection et de localisation de fuites,
•    évaluer l’impact environnemental d’une fuite de CO2 et d’autres gaz sur l’eau des aquifères.
Ce projet est aussi l’occasion de tester et de valider l’intérêt d’une station fixe de surveillance en continu pour des profondeurs comprises entre 10 et 100 mètres. 
 

Projet ADEME GecoSampa : un outil de surveillance et d’analyse géochimique in situ

Le projet GecoSampA (2018-2020) a permis de développer un outil de surveillance et d’analyse géochimique in situ, pour piloter des procédés de stockage et de conversion d'énergie.

La technologie développée permet, grâce à un transfert du fluide à pression constante, de déterminer une composition géochimique parfaitement représentative de celle régnant en profondeur, et donc d’interpréter au mieux l’impact du procédé industriel surveillé. Le préleveur de fluides en fond de puits et l’ensemble de la méthodologie développés ont été testés en conditions réelles. Les travaux se poursuivent dans le cadre du projet européen SECURe.
 

Valorisation du CO2

Projet H2020 Sun2Chem : pour une réduction efficace des émissions de CO2 grâce à l’énergie solaire

Le projet européen H2020 Sun2Chem a été lancé en 2020. Coordonné par l’Ecole polytechnique de Lausanne, Sun2Chem vise à développer des solutions pour une réduction efficace des émissions de CO2 grâce à l’énergie solaire. L’objectif est la transformation du CO2 en éthylène. IFPEN s’impliquera dans le développement de catalyseurs pour la photoréduction du CO2 et la réalisation des évaluations économiques et environnementales sur ce procédé.
 

ENJEUX SOCIETAUX

Projet GEFISS : une gouvernance élargie des filières d’ingénierie du sous-sol

Logo Gefiss

Gefiss (2018-2022) est porté par le GIS Géodénergies et coordonné par le pôle Avenia. L’objectif est de proposer de nouvelles formes d’engagement des parties prenantes autour des projets d’exploitation des ressources énergétiques du sous-sol et des conditions pour leur réalisation. Les projets d’ingénierie du sous-sol relatifs à la géothermie profonde, à l’exploitation de l’hélium et au stockage de gaz ou de CO2 suscitent en effet des interrogations, voire une opposition de la part des parties prenantes de la société civile, qu’il est important de prendre en compte dans une démarche de co-construction entre les différents acteurs concernés. Le projet rassemble une équipe interdisciplinaire constituée d’une société de conseil, d’industriels, d’autorités administratives, d’un centre de recherche et d’universités dans les domaines du droit et de la représentation du territoire.
 

Enjeux et prospective

Réduire l'empreinte carbone de l'industrie: captage, stockage et valorisation du CO2

Les technologies de captage, stockage et valorisation du CO2 (CCUS-Carbon Capture, Use and Storage) consistent à capter le CO2 dès sa source de production, à le stocker dans le sous-sol et à le valoriser. Elles intéressent les industriels car elles leur permettraient de réduire massivement leurs émissions de CO2. Mais ces solutions prometteuses doivent encore faire la preuve qu’elles peuvent être industrialisées à un coût acceptable.

Captage et stockage du CO2

 

Climat, environnement et économie circulaire
Innovation et industrie

Climat, environnement et économie circulaire

De nouvelles thématiques de R&I, tirées par les marchés de la transition énergétique et de l’économie circulaire, font aujourd’hui leur apparition. La pluridisciplinarité des chercheurs d'IFPEN est capitalisée au sein de projets portant sur des domaines aussi divers que le captage/stockage du COou le recyclage des plastiques, répondant aux problématiques des industriels.