Schéma des différentes options de stockage géologique du CO2 dans des aquifères profonds, des gisements de pétrole ou des veines de charbon non exploitées.
© BRGM - BLCom
Enjeux et besoins
La maîtrise des émissions de gaz à effet de serre (GES) est un enjeu majeur dans la lutte contre le réchauffement climatique. Pour atteindre la neutralité carbone à l’horizon 2050, les instances politiques nationales et européennes s’engagent vers la décarbonation de notre société pour permettre une réduction des émissions de CO2 dans l’atmosphère. Parmi l’éventail de mesures necessaires à mettre en œuvre, le recours au captage du CO2 émis par les installations industrielles, pour le stocker de façondurable dans les couches profondes du sous-sol, est l’une des solutions prometteuses envisagées.
D’une capacité mondiale d’au moins 2 000 Gt, les formations géologiques peuvent piéger de très grandes quantités de CO2 pendant des millions d’années. Les connaissances du comportement du CO2 dans le sous-sol ont permis de montrer un piégeage efficace du carbone, sous forme dense (état supercritique), dans les pores des roches réservoirs au-delà de 800 m de profondeur.
Pour qu’un industriel puisse saisir cette opportunité, il est nécessaire d’étudier l’ensemble des paramètres souterrains autour de ses installations les plus émettrices de CO2 afin d’évaluer précisément les capacités de stockage géologique de CO2.
Notre valeur ajoutée
Acteur de référence de la recherche et de l’innovation dans le stockage géologique du CO2, le BRGM intervient comme expert dans de nombreux réseaux scientifiques et techniques sur le sujet (membre de l’Alliance ANCRE, Président du Club Français CO2 et du réseau associatif européen CO2GeoNet, représentant français dans l’infrastructure européenne de recherche pour le CO2 : ECCSEL).
La position du BRGM en tant qu’établissement public de référence pour la connaissance, la gestion et la valorisation du sous-sol lui donne la capacité d’assurer la chaine complète des études nécessaires à la caractérisation et à l’évaluation des capacités de stockage de CO2 dans le sous-sol :
- Revue des données existantes (synthèses bibliographiques et synthèses de bassin) permettant d’étudier la géologie du site.
- Retraitement et interprétation des données anciennes : valorisation des bases de données d’exploration géologique (pétrolière et géothermique), banque de données du sous-sol (BSS), accès aux données de forages (géophysique et carottes).
- Eventuelle acquisition de données supplémentaires : imagerie géophysique, nouveaux sondages ou prélévements profonds.
- Caractérisation expérimentale de la réactivité du réservoir et de la roche couverture suite à l’injection de CO2 (supercritique, gazeux, dissous).
- Modélisation géologique 3D du système de stockage (réservoir et couverture) : simulation d’injection et des interactions eau-CO2-roche permettant de prédire la migration du CO2 dans le réservoir et son devenir mineral (grand cycle du carbone).
- Estimation des capacités de stockage à long terme par des simulations prédictives numeriques.
- Etude des risques et impacts du stockage sur le milieu souterrain (fuites, surpressions,…).
- Développement de capteurs et de protocoles dans le cadre de la surveillance des futurs sites de stockage pendant et après la période d’injection.
Modèle géologique 3D du Bassin de Paris montrant les environnements de dépôt du Dogger.
© BRGM - Sunseare Gabalda
Moyens d’analyse et plateformes
- Laboratoires d’analyse et de caractérisation des roches et des fluides.
- Traitement et interprétation quantitative de la sismique pour déterminer la géométrie des aquifères et des paramètres réservoirs (porosité).
- Plateforme expérimentale BioREP : reproduction des millieux souterrains et des conditions opératoires industrielles pour la réalisation de bilans géochimiques et microstructurelles.
- Modélisations géologiques de réservoir : PETREL, GEOMODELLER 3D.
- Simulation d’écoulement mutlticomposant et polyphasique : TOUGH, ECLIPSE/INTERSECT, COMPASS.
- Modélisation hydrodynamique :TOUGH, MARTHE.
- Modélisation géochimique : PHREEQC.
- Modélisation couplée de transport réactif : TOUGHREACT.
Quelques références
- Caractérisation complète de site de stockage : géophysique, géologique, géochimique et hydrogéologique, modélisation/simulation d’injection, élaboration de plan de monitoring et design de puits (projet PilotSTRATEGY - 2021-2026)
- Evaluation des capacités de stockage dans le Bassin Parisien - Dogger et Trias du Bassin de Paris, Trias inférieur de Lorraine. (Projet ADEME France Nord)
- Etude des processus long terme impliqués dans le stockage géologique de CO2 afin d’accroitre son efficacité et sa sécurité (projet ULTimateCO2).
- Identification des sites potentiels de stockage de CO2 dans le Sud Est de la France et première estimation des capacités (projet VASCO - 2012)
Références
Solutions
