English version
Flux RSS
Accueil
Accueil > Actualités > Fil d'actu... > Un nouveau dispositif de mesures pour sécuriser le stockage géologique du CO2 déployé sur le site expérimental de Saint-Emilion

Fil d'actu...

Un nouveau dispositif de mesures pour sécuriser le stockage géologique du CO2 déployé sur le site expérimental de Saint-Emilion

Avril 2016

Dans le cadre de projets collaboratifs financés par l’ADEME et la Région Aquitaine ― projet CO2-Vadose (2009-2013) et projet DEMO-CO2 (2013-2017) ―, IFP Energies nouvelles (IFPEN) et l’ENSEGID - Bordeaux INPa s’intéressent à la surveillance géochimique des sites de stockage géologique de CO2, en environnement proche surface, c'est-à-dire dans la zone située au-dessus de la nappe phréatique, incluant l’atmosphère.

Dans ce cadre, les deux partenaires ont effectué des expérimentations en conditions réelles d’injection et de suivi de CO2 au sein d’un système carbonaté poreux (d’âge Oligocène Supérieur, du bassin Aquitain) situé sur le site pilote expérimental de Saint-Emilion (département de la Gironde), propice à cela grâce à son important réseau de galeries souterraines.

De l’hélium et du krypton ont été ajoutés au CO2 injecté afin de valider leur intérêt en tant que traceurs gazeux géochimiques, capables d’anticiper une fuite éventuelle de CO2 lors d’une opération d’ampleur industrielleb. Ce principe, décrit dans deux brevets méthodologiques d’IFP Energies nouvelles (1. et 2.), met à profit les propriétés diffusives intéressantes de ces gaz ainsi que leur inertie chimique. Au-delà de cet objectif, l’expérimentation a permis de déployer une stratégie de surveillance, en s’appuyant sur une simulation numérique par le logiciel COORES. En fournissant une représentation spatio-temporelle du panache souterrain de CO2 formé lors d’une fuite, ainsi que pour les traceurs associés, ces calculs ont permis d’adapter le nombre de sondes/capteurs à installer, leur emplacement et la fréquence de mesure requise.  (Figure 1).

                                         Cliquer sur l'image pour l'agrandir

Figure 1 : Représentation schématique des simulations numériques effectuées via le logiciel COORES sur l’injection et la migration de CO2 + traceurs au travers du massif carbonaté de Saint-Emilion et ce à partir d’une cavité souterraine située à 7 m de profondeur de la surface du sol (partie basse de la figure) et d’un puits situé à 3,7 m de profondeur de la surface du sol (partie haute de la figure) (3.).

Les résultats obtenus ont premièrement mis en évidence une bonne concordance entre les simulations numériques et les résultats expérimentaux obtenus sur site. De plus ils ont confirmé le bien-fondé de la méthode décrite dans les brevets. A savoir la possibilité d’utiliser ce type de traceurs géochimiques pour anticiper une fuite de CO2 et ce, en laissant des délais relativement importants pour une intervention (jusqu’à 20 jours d’anticipation pour une fuite située uniquement à 7 m sous la surface du sol). (Figure 2).

                                         Cliquer sur l'image pour l'agrandir

Figure 2 : Concentrations de l’hélium, krypton et CO2 attendues à la surface du sol (calculées via la simulation numérique COORES, partie haute) et concentrations de ces espèces mesurées (i) directement in situ concernant le CO2 via un analyseur IR et (ii) après prélèvements et analyses laboratoire pour l’hélium et le krypton via un spectromètre de masse (partie basse). (4.)

De plus, des mesures de tomographies géo-électriques (i.e. des mesures de résistivité), associées aux mesures ponctuelles des concentrations de CO2 par analyse infra-rouge, ont également permis de valider la distribution spatiale du panache de CO2, tel qu’anticipé par simulation numérique et calé à partir des mesures géochimiques in situ. Ces mesures géo-électriques ont dans le même temps permis de mettre en évidence l’existence de chemins préférentiels de fuite. (Figure 3).

                                         Cliquer sur l'image pour l'agrandir

Figure 3 : Représentation spatiale de la résistivité mesurée sur site (partie haute) et de la résistivité relative par rapport à un état de référence (partie basse) représentant le panache de migration du CO2 et la présence éventuelle de chemins préférentiels (5.).

L’ensemble de ces simulations numériques et expérimentations a été réalisé dans deux contextes différents, au cours des deux projets cités précédemment : i) à partir d’une cavité souterraine ; ii) à partir d’un puits d’injection. (Figure 4).

                                         Cliquer sur l'image pour l'agrandir

Figure 4 : Représentation schématique de la cavité souterraine (partie basse), du puits d’injection (partie haute) utilisés respectivement lors des deux projets ADEME complémentaires (CO2-Vadose et DEMO-CO2).

Fort de ces résultats obtenus dans un cadre collaboratifc, un équipement de mesures couplées géochimiques et géo-électriques a été développé, breveté par IFPEN et les partenaires du projet DEMO-CO2, et réalisé. Ce nouveau dispositif qui a été déployé sur le site de Saint-Emilion va permettre d’effectuer une surveillance en continu à l’échelle de l’ensemble du massif carbonaté, lors d’une expérimentation d’injection de CO2. L’acquisition des mesures se fera de manière automatique et robuste, avec des remontées des données via le réseau internet, de manière à détecter le franchissement des seuils d’alerte.

Le site de Saint-Emilion est désormais reconnu par l’ADEME comme site de démonstrateur pilote : à ce titre, il fera l’objet d’une présentation et d’une visite au cours du 5ème Colloque International GEOCO2-FE 2015 qui aura lieu du 4 au 6 octobre 2016.

a Ecole d'ingénieurs spécialisée dans les domaines de l'Environnement, des Géoressources et de l'Ingénierie du Développement durable.
  
b D’une taille supérieure à celle d’un pilote de démonstration.
  
c Références 3. à 5. + 4 autres publications de rang A + une dizaine de communications à congrès.

ligne de séparation orange

Contacts scientifiques
   
Bruno Garcia (IFPEN, Direction Géosciences, département GéoFluides et Roches)
  
Adrian CEREPI (ENSEGID)

ligne de séparation orange

Publications

  1. Virgile Rouchon, Audrey Estublier, Bruno Garcia. Procédé de stockage géologique de gaz par analyses géochimiques de gaz rares. 2012.
    >> Brevet n° EP 2 500 513 A1
      
  2. Virgile Rouchon, Audrey Estublier, Bruno Garcia. Procédé de stockage géologique de gaz par analyses géochimiques de gaz rares dans la phase gaz. 2012.
    >> Brevet n° EP 2 514 917 A1
      
  3. Bruno Garcia, Philippe Delaplace, Virgile Rouchon, Caroline Magnier, Corinne Loisy, Gregory Cohen, Cédric Laveuf, Olivier Le Roux, Adrian Cerepi. 2013. International Journal of Greenhouse Gas Control, vol. 14; pp. 247-258.
    >> DOI: 10.1016/j.ijggc.2013.01.029
       
  4. Gregory Cohen, Corinne Loisy, Cédric Laveuf, Olivier Le Roux, Philippe Delaplace, Caroline Magnier, Virgile Rouchon, Bruno Garcia, Adrian Cerepi. 2013. International Journal of Greenhouse Gas Control, vol. 14; pp. 128-140.
    >> DOI: 10.1016/j.ijggc.2013.01.008
       
  5. Olivier Le Roux, Corinne Loisy, Gregory Cohen, Cédric Laveuf, Philippe Delaplace, Caroline Magnier, Virgile Rouchon, Bruno Garcia, Adrian Cerepi. 2013. International Journal of Greenhouse Gas Control, vol. 16; pp. 156-166.
    >> DOI: 10.1016/j.ijggc.2013.03.016

 

L'espace Découverte vous propose des clés pour comprendre les enjeux énergétiques du 21ème siècle liés à un développement durable de notre planète.

Liste de liens

  • Imprimer la page

Suivre IFP Energies nouvelles (IFPEN)

sur Twitter

sur YouTube