Stockage géologique du dioxyde de carbonne CO₂

Un partenariat entre l'IPGP, Schlumberger et Total

Responsable : Alain Bonneville

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La compréhension et la maîtrise du cycle du carbone constituent des enjeux majeurs de notre société, sur un plan écologique (effet de serre), économique (ressources pétrolières) mais aussi scientifique.

Des approches concertées entre différentes disciplines et partenaires et des moyens importants sont indispensables à la réalisation de progrès notables en la matière.

L’IPGP a donc décidé de s'associer à deux acteurs majeurs de la recherche pétrolière, les compagnies Schlumberger et TOTAL pour créer un programme d'étude de la séquestration et de la circulation du dioxyde de carbone dans le sous-sol qui pourra conduire à la définition d'un site pilote d'expérimentation. Le but du premier contrat est de préciser les conditions dans lesquelles une telle expérimentation sur le terrain pourra se dérouler. Son coût total, incluant les contributions en moyens et personnels des trois partenaires, avoisine les 4 millions d'Euros.

L’IPGP, qui a une triple mission de recherche, d’observation et d’enseignement supérieur, mobilisera ses capacités d’expertises et ses compétences autour d’un objectif unique offrant à ses partenaires industriels un partenariat de recherche souple et réactif. Sept actions de recherche impliquant 30 chercheurs seront menées dans le cadre du premier contrat qui couvre la période 2003-2007.L'essentiel du financement va aux moyens humains (bourse de thèse de doctorat et chercheur post-doctoraux) car la création d'un noyau de 4-5 jeunes chercheurs de toutes disciplines mais tous engagés sur ce thème de recherche sera l'élément structurant du Programme.

Un comité de pilotage composé d'un représentant de chaque partenaire contrôle l'avancée du programme et en définit les actions et orientations. Sur le même modèle, des comités de suivi assurent le contrôle du déroulement de chacune des actions de recherche. Le Programme est placé sous la direction d’un responsable scientifique, chercheur de l'IPGP, assisté par un secrétariat. Il dispose d'un budget commun permettant l'organisation de séminaires, la participation de ses membres à des réunions nationales et internationales, la diffusion de l'information sur ses activités et d'une manière générale le fonctionnement courant.

Les compétences de l’IPGP : de la mesure à la modélisation

Traçage et datation des divers évènements - Action 1

Responsable de l'action : Pierre Agrinier

Les techniques isotopiques permettent de suivre les composés à travers toutes leurs modifications et leurs sites de transport et de dépôt (diagenèse, fossilisation dans des gisements de charbon et graphite, etc.). Les isotopes du carbone, par exemple, permettent de reconnaître les différentes sources du CO₂ (industrielle, volcanique, anthropique, etc...).

Piégeage du CO₂ - Actions 2,3,4

Responsables : Pier-Paulo Zuddas (action 2) - Isabelle Martinez (action 3) - Pascal Philippot (action 4)

Études des mécanismes de piégeage et de leurs constantes de temps :

- Dissolution/précipitation dans les eaux douces et océaniques
- Formation des carbonates
- Formation d’hydrates de gaz
- Réactions d’altération
- Rôle de la biosphère profonde

Cycle du CO₂ - Action 1

Responsable de l'action : Pierre Agrinier

Études de cas à diverses échelles d’espace et de temps. Utilisation des crises du passé pour reconstituer les rétroactions du milieu naturel.
Par exemple, une crise volcanique libère de grands quantités de CO₂ et on en peut suivre l’évolution et déterminer en combien de temps l’atmosphère retourne à son état et ses concentrations initiales.

Modélisation théorique - Action 5

Responsable de l'action : Pierre Adler

Des modèles numériques de circulation en milieux poreux et fracturés permettent de suivre les différents composants dans des réservoirs et d’un réservoir à l’autre. Ils permettent aussi de prédire les signaux électriques engendrés par ces circulations.

Réservoirs et sites de stockage naturels - Actions 6,7

Responsables Bernard Bourdon (action 6) - Satish Sing (action 7)

L’emploi de la sismique réflexion permet d’obtenir une image haute résolution des réservoirs (sismique 3D) et on peut suivre leur évolution au cours du temps après une injection de CO₂ en réitérant les profils (sismique 4D).
La géochimie isotopique permet d'étudier le comportement des aquifères profonds soumis à une injection de CO₂.