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Le stockage (ou séquestration) du CO²

 

Une fois le CO² capté, il faut ensuite le stocker durablement. Plusieurs types de stockage à long ou moyen terme sont envisagés :   

  • Anciens gisements d'hydrocarbures (pétrole / gaz)

  Structures piégeantes

  Etanches (aux gaz non réactifs)

  Objets bien connus

  Intérêt économique via EOR (1) / EGR (2)

 

  •  Aquifères salins

  Grande capacité de stockage

  Eau non potable

 

  • Veines de charbons (non exploitées)

 Récupération de méthane possible

 

Trois projets de stockage d'envergure industrielle sont en cours d'exécution :

Le potentiel le plus important est constitué par les aquifères profonds. Une expérience de cette nature existe sur la plate-forme Sleipner en Mer du Nord, où 1 Mt/an de CO2 sous-produit de l'extraction pétrolière est réinjecté, non dans le gisement pour faire de l'EOR (récupération améliorée de pétrole), mais dans un aquifère situé au-dessus du gisement pétrolier.

(La décision de réinjecter le CO2 à Sleipner a été prise en 1991, suite à l'introduction en Norvège d'une taxe sur les émissions de CO2 de 50 €/tonne CO2 émise)

Une autre expérience a lieu au Canada dans le champ pétrolier de Weyburn, combiné à la récupération assistée de pétrole où 1.8 Mt/an de CO2 est stocké depuis septembre 2000.

Enfin, le projet d'In Salah réalisé en Algérie dans un champ de gaz naturel.

Pierre Le Thiez, de l'Institut Français du pétrole, disait lors du Colloque du Havre des 8 et 9 mars 2007 "Vouloir réduire d'une gigatonne par an les émissions de CO2 suppose la mise en exploitation d'un millier de stockages comparables à Sleipner3"

Si nous voulons respecter l'objectif de division par 4 de nos émissions à l'échéance 2050, il nous faut pouvoir stocker plus de 110 millions de tonnes de CO2 par an.

Le premier projet français de CCS, piloté par Total, ne devrait permettre d'injecter que 200 000 tonnes de CO2 sur 2 ans dans la région de Lacq dans les Pyrénées à partir de 2008. Le tout pour un budget de 60 millions d'euros. Ce qui fait cher la tonne de CO2 séquestrée.

 

 

A l'heure actuelle, il n'existe qu'une dizaine de sites de stockage de CO2 en fonctionnement dans le monde, dont les plus importants sont : Sleipner (Norvège), Weyburn et Zama (Canada), In Salah (Algérie), Snovit (Norvège), K12b (Pays-Bas), Blue Lake (Etats-Unis) et Ketzin (Allemagne). Cependant, plusieurs dizaines d'autres sites sont à l'étude dont, en France, le site de Rousse (dans le bassin de Lacq), et les sites de Claye-Souilly, de Massy-Palaiseau ou de St-Martin-de-Bossenay, dans le bassin parisien. 

Bien que le site de Sleipner soit en activité depuis 1996, la technologie CCS est encore émergente. De ce fait, la problématique de l'évaluation des risques souffre d'un cruel manque de retour d'expérience et reste encore assez théorique

Critères de choix des sites de stockage

Il convient de citer les critères techniques qui doivent être pris en compte en amont, lors du choix du site :

a) Absence de discontinuités (failles), particulièrement celles qui seraient ouvertes. Il est possible de vérifier ce dernier point par une campagne sismique selon la même procédure que celle suivie pour le stockage de déchets radioactifs.

b) Existence d'une couverture étanche, à base d'argile en principe (marnes, argilites).

c) Existence d'une couche géologique suffisamment épaisse présentant des propriétés adéquates sur le plan hydraulique (porosité, perméabilité) et mécanique pour le stockage en cavité saline ou minée.

d) Structure en anticlinal pour le stockage en aquifère permettant le maintien du gaz (dans le cas d'un stockage de gaz naturel).

e) Propriétés géochimiques de la roche réservoir

 

Comme pour le transport en surface, il est utile d'injecter le CO2 sous forme supercritique afin de réduire le volume à stocker comme celui à injecter, tout en limitant les pertes de charge. Ce qui implique que la profondeur du puits d'injection soit d'au moins de 800 m, profondeur à partir de laquelle la pression hydrostatique garde le CO2 à l'état supercritique. 

Dans la plupart des cas, la profondeur d'injection se situera plutôt entre 1000 et 2000 m (voire plus). 

Au-delà du (ou des) puits d'injection, il peut être également envisagé, à des fins de surveillance, de réaliser un certain nombre de puits de contrôle dans le recouvrement du stockage qui seront utilisés pour détecter, en phase d'injection voire après la fermeture du stockage, une éventuelle venue de CO2 dans des niveaux supérieurs poreux et perméables grâce à un suivi régulier de la pression et/ou de la composition de l'eau.

 

 

CADRE LEGISLATIF

Du point de vue réglementaire, on doit distinguer les activités de surface et souterraines. Les premières (captage et transport du CO2) ne comportent pas de spécificités majeures par rapport aux autres activités industrielles et peuvent donc sans difficulté être encadrées en France par les dispositions du Code de l'Environnement. 

En revanche, la réglementation en matière de stockage géologique du CO2 proprement dit est toujours en cours d'élaboration. A priori, elle combinera les usages relatifs au Code Minier et ceux relatifs au Code de l'Environnement. 

Actuellement deux principaux textes ont été élaborés : la Directive européenne 2009/31/CE du 23 avril 2009 et le nouveau projet de loi (Article 28) adopté par le sénat après déclaration d'urgence,  portant engagement national pour l’environnement ». 

Les points fondamentaux de la Directive Européenne sont les suivants :

Elle concernera les stockages de CO2 de capacité supérieure à 100 kt8 situés dans les pays de l'Union Européenne et leur Zone Economique Exclusive  et affirme le principe des permis d'exploration pour chercher les sites de stockage potentiels dans une zone donnée, puis des permis de stockage. 

Pour ces derniers, le dossier de demande et le permis émis devront inclure une caractérisation du site de stockage, une évaluation de la sécurité et de l'impact environnemental, les mesures de surveillance, les mesures correctives en cas de problème, les mesures à mettre en place au moment de la fermeture

La Directive affirme en son article 1 que «l’objectif du stockage géologique du CO2, en toute sécurité pour l’environnement, est le confinement permanent du CO2 de façon à prévenir et, lorsque cela est impossible, à supprimer le plus possible les effets néfastes et tout risque pour l’environnement et la santé humaine.»

Le texte français prévoit que le stockage est régi par une autorisation délivrée après une enquête publique respectant les conditions fixées à l’article L. 123-1 et conduite selon la procédure prévue aux articles L. 123-2 à L. 123-19 du Code de l'Environnement.

« Art. L. 229-31. – Le dossier de demande d’autorisation est établi et instruit selon des modalités fixées par décret en Conseil d’État.

« Art. L. 229-32. – L’acte d’autorisation détermine, notamment, le périmètre du stockage et les formations géologiques auxquels elle s’applique. Il fixe, en particulier, la composition du gaz injecté, la durée des essais d’injection et la masse maximum de dioxyde de carbone pouvant être injectée. En tout état de cause, cette durée et cette masse ne peuvent, respectivement, excéder cinq ans et 500 000 tonnes.

« Art. L. 229-34. – Les travaux de recherche de formations géologiques et les opérations d’injection et de stockage de dioxyde de carbone sont soumis, sous l’autorité des ministres chargés des installations classées et des mines, à la surveillance du préfet, dans les conditions fixées par les articles 77 à 79, 80 et 84-1 à 90 du code minier et par les articles L. 514-1 à L. 514-8 du présent code, sous réserve des adaptations nécessaires à leur application.

« Le titulaire de l’autorisation fournit chaque année un bilan d’exploitation aux ministres chargés des installations classées et des mines. Ces derniers peuvent prescrire, aux frais du titulaire de l’autorisation, toute étude complémentaire et toute mesure qu’ils peuvent, le cas échéant, faire exécuter d’office aux frais du titulaire de l’autorisation, destinées à assurer la protection des intérêts mentionnés à l’article L. 511-1 du présent code et à l’article 79 du code minier.

« Un décret en Conseil d’État détermine les conditions d’application du présent article.

Le transport par canalisation de dioxyde de carbone à des fins d’injection constitue une opération d’intérêt général au sens de l’article 1er de la loi n° 65-498 du 29 juin 1965 relative au transport des produits chimiques par canalisations. (Art. L. 229-37.)

Pour lire l'ensemble du texte français

Documentation

 

 

Que signifie vraiment le stockage géologique du CO2 ? - (CO2 GeoNet - Novembre 2008) -

   Pour consulter le document format pdf 3,9 Mo  

"Une solide expertise technique existe déjà et le monde évolue avec confiance vers la phase de démonstration. Outre ces avancées techniques, les cadres législatifs, réglementaires, économiques et politiques sont en cours d 'élaboration, et la perception du public et son soutien sont évalués. En Europe, l'objectif est de lancer 12 projets de démonstration à grande échelle d'ici 2015 pour permettre un déploiement commercial avant 2020"

"Vous trouverez des explications sur la réalisation pratique du stockage géologique du CO2, sur les conditions préalables requises et sur les critères pour une mise en oeuvre sûre et efficace."

 

 

 

Les cahiers du club ingénierie prospective énergie et environnement

Numéro 17 : Le stockage de CO2 - Evaluation du potentiel de capture et de stockage géologique de CO2 dans le monde - Les réductions potentielles d'émissions de CO2 par des plantations forestières sur des terres agricoles dans le monde à l'horizon 2050.

 

Pour lire le document format pdf 2,9 Mo

 

 

Rapport Bersani  du 5 avril 2006

 Cadre juridique des stockages souterrains de CO2 (81 pages), par François Bersani, ingénieur général   des Mines : 

- le CO2 et son captage

- la qualification de déchets

- le stockage souterrain

 

Synthèse de l'état des connaissances et des pratiques en matière d'abandon des stockages souterrains - Rapport édité le 11 janvier 2010 par l'INERIS

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