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Un extrait du modèle géologique 3D du Bassin de Paris avec la carte géologique drapée sur le modèle numérique de terrain (2000). © BRGM

Quand le Web et un satellite gardent un œil sur le stockage souterrain

31.01.2019
Solution pour sécuriser l'approvisionnement du territoire et absorber les variations de la demande et les pics de consommation, le stockage souterrain de gaz naturel nécessite cependant un suivi particulier. La plateforme Web de géo-surveillance développée par le projet Web-RDS combine de façon novatrice les observations du satellite européen Sentinelle avec les données acquises au sol pour un monitoring intégré des réservoirs.

Utilisation de la plateforme Web-RDS pour la surveillance d'un stockage de gaz. © BRGM

Utilisation de la plateforme Web-RDS pour la surveillance d'un stockage du gaz. © BRGM

Les opérateurs d’énergie procèdent couramment au stockage souterrain de gaz dans des réservoirs dits « aquifères gaz », qui deviennent alors des sortes de gigantesques cuves naturelles faisant l’objet d’injection et de soutirage pour les besoins de la consommation. C’est le cas du site de stockage de gaz naturel situé entre Lussagnet et Izaute, sur les départements du Gers et des Landes.

Ce réservoir sous terre se compose d’une couche géologique de sable et d’eau à une profondeur de 500 mètres. La roche « réservoir », forte de plusieurs dizaines de mètres et formée en dôme, est recouverte par une épaisseur d’argile qui en garantit l’étanchéité. Le gaz naturel, comprimé puis injecté par des puits, refoule l’eau contenue dans le sable et peut être soutiré par ces mêmes puits : l’eau qui a été déplacée reprend naturellement sa place.

Un tel mode de stockage représente une bonne solution pour garantir la sécurité d’approvisionnement du territoire et faire face aux variations de la demande et aux pics de consommation. Dans le cadre de la prévention des risques et de la protection de l’environnement, il est indispensable de vérifier l’intégrité des réservoirs servant au stockage souterrain, en réponse aux cycles annuels d’injection et de soutirage de gaz naturel.

Sentinel 1A/1B, 2 satellites européens permettant la surveillance des déformations du sol avec une haute résolution en espace et en temps. © ESA/ATG medialab

Sentinel 1A/1B, 2 satellites européens permettant la surveillance des déformations du sol avec une haute résolution en espace et en temps. © ESA/ATG medialab

Plateforme de géosurveillance

Il est donc indispensable de vérifier scrupuleusement l’intégrité des réservoirs en réponse aux cycles annuels d’injection et de soutirage, afin d’éviter des fuites par exemple, ce qui aurait un impact économique pour les opérateurs, mais surtout de prévenir toutes dégradations des conditions de stockage pouvant présenter un risque sanitaire ou environnemental.

C’est dans ce cadre qu’a été mise au point une approche collaborative novatrice combinant satellites pour l’observation et développements Web pour l’analyse et la consultation des données. Il s’agit d’une plateforme Web de géosurveillance d’un stockage souterrain en aquifère de gaz appelée Web-Réservoir-Déformation-Sismicité (Web-RDS). Ce projet innovant, financé par la société Geostock-Entrepose (groupe d’ingénierie spécialisé dans le stockage souterrain) dans le cadre d’un programme CITEPH (concertation pour l’innovation technologique dans les domaines des énergies), a rassemblé Magnitude (spécialiste du suivi microsismique et société du groupe BHGE), TEREGA (ex TIGF, l’opérateur du site de stockage), TRE-ALTAMIRA (société experte en interférométrie radar), INT (développeur de solutions de visualisation de données) et le BRGM.

Pour la période d’étude entre octobre 2014 et avril 2017, « nous avions pour objectifs avec nos partenaires, sur le site de Lussagnet et d’Izaute, de démontrer la faisabilité d’un outil permettant de caractériser la performance du réservoir, de qualifier son intégrité, d’évaluer périodiquement les aléas et d’identifier les conditions d’apparition d’anomalies de comportement », expliquent les scientifiques du BRGM.

Des déformations de surface entre 5 et 10 mm

Concrètement, le travail des chercheurs du projet a consisté à intégrer sur une plateforme Web, pouvant servir demain d’outil unique et ouvert à différents acteurs pour le suivi, l’alerte et la décision, un ensemble de données de surveillance disparates et très hétérogènes : acquisitions temporelles des deux satellites Sentinelle-1 de l’ESA (agence spatiale européenne), évènements nanosismiques, informations géologiques, données d’exploitation du site, niveaux piézométriques à différentes profondeurs…2 satellites européens Sentinelle 1A/1B permettent de mesurer la déformation de surface en haute résolution en espace et en temps

Une technique d’agrégation, de mise en forme et de présentation des informations a été mise au point. La plateforme propose ainsi de regrouper toutes les informations relatives au comportement du sol et du sous-sol en réponse aux opérations de stockage/déstockage : déformation de surface, nanosismicité induite, données géologiques et données d’exploitation comme la pression de fonds des puits d’injection et des puits de surveillance autour de la zone.

Testé sur une période de deux ans et demi, le nouvel outil a montré son efficience et a déjà mis en évidence des résultats : une très faible déformation de surface saisonnière liée à l’injection et au soutirage du gaz est observée à Lussagnet et à Izaute et cette déformation comprise entre 5 et 10 mm est a priori conforme aux modèles !

Dans le détail, l’analyse de la déformation est complexe. Quelles sont les origines possibles de cette déformation ? Y aurait-il, en même temps que les opérations dans les couches profondes, un retrait-gonflement des argiles de surface ? Les chercheurs continuent leur travail, indispensable pour mieux appréhender l’interprétation des mouvements de surface sur une zone de stockage géologique...

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34