STOCKAGE GÉOLOGIQUE DU CO2

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La filière C.S.C.

Du captage ...

Avant d'être enfoui, le CO2 doit être capté à la sortie des zones d'émissions majeures, responsables de près du tiers des émissions de ce G.E.S. dans le monde. Les cibles visées sont les industries grosses consommatrices d'énergie comme les centrales électriques thermiques, les aciéries, les raffineries et les cimenteries, les industries papetières et verrières. En fonction du type d'installation (taille, combustible, fonctionnement) et du type de mise en œuvre (installation nouvelle ou existante), différentes technologies sont éligibles même si à ce jour certaines d'entre elles sont encore loin de leur phase de développement : captage en postcombustion (avec récupération à l'aide d'un solvant chimique du CO2, toutefois dilué, dans les fumées de combustion), en oxycombustion (l'oxygène remplace l'air et permet ainsi de concentrer les fumées en CO2) et en précombustion (le combustible est converti par réaction avec l'eau en hydrogène, source d'énergie non polluante, et en CO2 dès lors concentré). Cependant, quelles que soient les technologies utilisées, elles restent lourdes en investissements et fonctionnement et gourmandes en combustible, ce qui a des répercussions critiques sur les coûts d'exploitation (plus de 70 p. 100 du coût total de la filière). Le défi est donc ici de limiter les pénalités énergétiques pour rendre concurrentielle la C.S.C. sur le marché du CO2 et des permis d'émissions négociables, cette bourse du carbone prévue par le protocole de Kyōto qui permet aux bons élèves de revendre à de moins vertueux leurs droits d'émission.

L'acheminement du CO2 jusqu'aux sites de stockage n'est pas un verrou pour la filière puisque les technologies existent et que le transport terrestre du CO2 est déjà pratiqué à l'échelle industrielle depuis plusieurs années en particulier aux États-Unis.

... au stockage

Reste à enfouir le CO2 à des profondeurs comprises entre 800 et 5 000 mètres et à le maintenir ainsi piégé de manière durable. Le stockage souterrain du CO2 n'est pas une idée nouvelle ni aberrante puisqu'il est déjà pratiqué depuis plusieurs décennies pour la récupération des hydrocarbures. Le CO2 à l'état supercritique est en effet un puissant solvant qui permet d'extraire les huiles résiduelles des gisements difficiles ou en baisse de production. Le stockage saisonnier de gaz naturel est également le moyen pour les pétroliers de compenser fluctuations d'approvisionnement ou variations de la consommation. Toutefois, injecter du dioxyde de carbone dans un système où roches et eaux souterraines sont à l'équilibre n'est pas anodin. Le point critique est le caractère acidifiant de ce gaz qui lorsqu'il se dissout dans l'eau va abaisser le pH vers des valeurs de 3 à 4 et donc dissoudre la roche hôte et la déstructurer. Différents scénarios sont alors possibles : garder le CO2 sous forme gazeuse par le jeu de la pression (donc de la profondeur) et maintenir piégée cette énorme bulle dans des structures géologiques à la faveur de niveaux plus étanches que l'on nomme couverture (des argiles en général) et qui permettent d'éviter une migration du CO2 vers la surface, ou favoriser sa dissolution voire sa minéralisation en carbonates solides.

Deux types d'environnements géologiques sont actuellement privilégiés pour le stockage. En premier lieu, les gisements d'hydrocarbures épuisés, représentant un potentiel mondial de 900 milliards de tonnes (Gt) et bien caractérisés par les pétroliers mais limités en nombre et localisés loin des sources fixes d'émissions. Viennent ensuite les aquifères salins profonds (réservoirs souterrains d'eau salée non potable), moins bien connus et répertoriés car sans enjeu économique mais présentant la plus grande capacité de stockage (de 400 à 10 000 Gt) et une distribution mondiale avantageuse. S'ajoutent à cela des options émergentes comme les veines de charbon inaccessibles ou inexploitables, au potentiel plus réduit (de 5 à 150 Gt) car peu perméables mais permettant l'expulsion concomitante du méthane naturellement présent dans le charbon (figure).

Stockage géologique du CO2

Dessin : Stockage géologique du CO2

Le stockage géologique de CO2 (les capacités chiffrées des réservoirs sont données à titre indicatif [Y. Gautier, « Le Stockage géologique du CO2 », in La Science au présent, Encyclopædia Universalis, 2007]). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Les roches basiques et ultrabasiques, très abondantes sur tous les continents, constituent également une option attractive pour la séquestration minérale du CO2, malgré les temps de réactions très lents et les én [...]

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Bénédicte MÉNEZ, « STOCKAGE GÉOLOGIQUE DU CO2 », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 20 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/stockage-geologique-du-co2/