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Usine Goro-Nickel (Nouvelle Calédonie, 2011). © BRGM - Caroline Prognon

ULTimateCO2 : comprendre les processus de long terme associés au stockage géologique de CO2

28.01.2014
Le projet ULTimateCO2 a pour objectifs d’étudier les processus de long terme associés au stockage géologique de CO2. Ce projet financé par le 7ème PCRD Européen est coordonné par le BRGM pour une durée de quatre ans.

Logo du projet ULTimateCO2Le BRGM coordonne le projet européen ULTimateCO2 (Understanding the Long-Term fate of geologically stored CO2), qui regroupe 12 partenaires (instituts de recherches, universitaires et industriels) et un panel d’experts.

Une approche multidisciplinaire est développée, regroupant des études expérimentales, des calculs numériques ainsi que des observations sur analogues naturelles, afin d’améliorer les connaissances sur les effets à long terme du stockage géologique de CO2, aussi bien au niveau hydrodynamique, géochimique et mécanique des formations de stockage et leurs environnements.

Suite à l’interprétation des résultats obtenus, un ensemble de recommandations lié aux phénomènes de long terme sera établi et distribué à un groupe de parties prenantes (opérateurs, autorités nationales, législateurs,…).

Structure du Projet

Compréhension des processus long terme

Les processus de long terme ont été étudiés selon trois zones cruciales d’un site de stockage :

  • A l’échelle du réservoir : tous les processus d’écoulements multiphasiques et réactivités géochimiques associées sont étudiés en laboratoire ainsi que par modélisation numérique afin d’apporter des bilans de piégeage de CO2 (structural, dissolution, résiduel, et minéral), en se basant sur des sites de stockage hypothétiques et réels (Don Valley au Royaume-Uni, et ULCOS en France).
  • A l’échelle de la roche couverture : une étude détaillée des roches couvertures argileuses possiblement faillées ou fracturées est développée en utilisant à la fois des études antérieures de réservoirs de gaz en Mer du Nord présentant des niveaux de fuites identifiés, par des essais en laboratoire sur carottes d’argile altérées par acidification géochimique, et par des simulations numériques couplant altération géochimique des argiles et comportements mécaniques est proposée.
  • A l’échelle du puits : l’intégrité des puits demeure cruciale pour préserver une efficacité et une sécurité d’un site de stockage sur le long terme. Une expérience dans le laboratoire souterrain du Mont Terri (Suisse) est développée pour reproduire à l’échelle 1 :1 un fond de puits en contact avec une saumure acidifiée par du CO2 dissous pendant 1 an, avec prélèvement de fluide et suivi de la perméabilité des interfaces argile-ciment-casing en continu. Un sur-carottage de l’ensemble du système opératoire permettra d’identifier en détail les chemins de fuites potentielles et les interactions géochimiques des interfaces en contact.

Intégration à l’échelle du Bassin

L’étude des processus au niveau du réservoir, de la roche couverture et des puits peut ensuite être transposée à l’échelle du bassin sédimentaire afin d’apprécier les effets à long terme hors zones de stockage :

  • étude des impact sur l’hydrogéologie du bassin et déplacement des saumures avec la construction d’un modèle géologique 3D du Bassin de Paris,
  • modélisation numérique de réactivation des failles,
  • caractérisation de l’impact d’une fuite de CO2 par un puits défaillant,
  • des méthodes de mise à l’échelle sont développées pour effectuer des simulations numériques sur de grandes échelles géométriques.

Modèle de restauration géologique 3D du Bassin de Paris (N. Maurand, IFPEN).

Analyse des incertitudes

L’étude de processus aussi complexe à des échelles de temps pouvant atteindre plusieurs milliers d’années implique nécessairement la mise en place d’une méthodologie d’analyse des incertitudes associés. Les prédictions apportées par les modèles numériques seront analysées par plusieurs approches possibles (épistémique ou bayésienne) pour essayer d’estimer avec précision les erreurs associées aux calculs numériques effectués pour prédire le comportement à long terme d’un réservoir de stockage de CO2.

Dissémination et recommandations

Le projet a pour objectifs de développer un ensemble de recommandations aux opérateurs et législateurs sur les performances sur le long terme d’un site de stockage. Les connaissances scientifiques du projet seront également disséminées à plusieurs communautés de parties prenantes regroupant scientifiques, autorités nationales, développeurs de sites de stockage, investisseurs, et représentants d'ONG, afin d’informer davantage et d’améliorer la confiance en cette nouvelle technologie de réduction de gaz à effet de serre.

CONSORTIUM

  • BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES (BRGM), France
  • BUNDESANSTALT FUER GEOWISSENSCHAFTEN UND ROHSTOFFE (BGR), Allemagne
  • NATURAL ENVIRONMENT RESEARCH COUNCIL (NERC – BGS), Angleterre
  • CO2SENSE LIMITED (CO2SENSE), Angleterre
  • EIFER EUROPAISCHES INSTITUT FUR ENERGIEFORSCHUNG EDF-KIT EWIV (EIFER), Allemagne
  • GEOGREEN (GEOGREEN), France
  • The Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS), Danemark
  • IFP Energies nouvelles (IFPEN), France
  • CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE (IGG-CNR), Italie
  • PHI-MECA ENGINEERING (PHIMECA), France
  • NEDERLANDSE ORGANISATIE VOOR TOEGEPAST NATUURWETENSCHAPPELIJK ONDERZOEK - TNO (TNO), Hollande
  • UNIVERSITEIT UTRECHT (UU), Hollande

POUR ALLER PLUS LOIN

Visiter le site internet du projet

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