La libération de gaz à effet de serre, en particulier de CO2 provenant de la combustion de combustibles fossiles, a déjà des conséquences climatiques qui menacent d’être plus persistantes et plus dommageables dans un avenir immédiat. Arrêter ce rejet serait la solution idéale, ce qui est loin d’être le cas, mais même si cela devait être réalisé, la quantité de dioxyde de carbone rejetée jusqu’à présent est telle que ses effets nocifs perdureraient longtemps. Il n’y a pas de solutions magiques, bien sûr, mais des stratégies sont en cours d’élaboration qui, ensemble, pourraient atténuer le problème. Une solution intéressante est celle qui nous est présentée aujourd’hui par notre invité dans Talking to Scientists, Víctor Vilarrasa, scientifique principal au Conseil supérieur de la recherche scientifique (SCCI) à l’Institut Méditerranéen d’Etudes Avancées (IMEDEA).
Víctor Vilarrasa étudie le stockage géologique du carbone. L’idée de base est simple, elle consiste à capter le CO2 émis dans les processus industriels et, au lieu de le rejeter dans l’atmosphère, à l’enfouir profondément sous terre. Le faire, bien sûr, n’est plus aussi simple. Pour réaliser cette idée, il est nécessaire d’exécuter une série de processus. La première consiste à séparer le dioxyde de carbone présent dans les gaz émis par certaines industries, comme les centrales électriques au charbon ou au gaz, les cimenteries, les raffineries ou la sidérurgie. Comme les couches profondes idéales pour le stockage géologique ne sont généralement pas souterraines sur les sites d’émission, le CO2 collecté doit être transporté via des gazoducs jusqu’à l’emplacement choisi et traité, soit en le soumettant à une haute pression pour le liquéfier, soit pour le convertir en un fluide supercritique. , c’est-à-dire un état intermédiaire entre le liquide et le gaz. Dans cet état, le CO2 a une densité plus élevée et un volume moindre et peut être injecté dans des formations géologiques adaptées au confinement.
Les caractéristiques géologiques du site d’injection doivent être adaptées pour que le dioxyde de carbone injecté soit confiné pendant de longues périodes de temps sans provoquer de fuites qui renvoient du CO2 dans l’atmosphère et sans provoquer de mouvements qui pourraient contaminer les eaux souterraines dans le temps. En ce sens, commente Víctor Vilarrasa lors de l’interview, on recherche des couches situées en dessous de 800 mètres de profondeur, bien plus profondes que les aquifères d’eau douce. Idéalement, des roches très anciennes, qui se sont formées à partir des sédiments des mers anciennes et ont été enfouies à de grandes profondeurs. Ces roches sédimentaires contiennent de grandes quantités d’eau salée, une eau qui occupe les pores depuis les temps reculés où le sédiment s’est formé, ce qui donne une idée de sa stabilité sur des millions d’années.
Pour éviter le retour à la surface du CO2 injecté, on recherche des formations dans lesquelles les couches poreuses sont situées sous des couches imperméables, qui agissent comme une « couverture » et empêchent le dioxyde de carbone de remonter à la surface. L’ensemble ainsi constitué est similaire à celui qui stocke les poches d’hydrocarbures que l’on fore habituellement pour obtenir des combustibles fossiles. Tout comme le pétrole ou le gaz sont les restes de dioxyde de carbone capturés par les plantes et autres organismes d’autrefois, le stockage profond est destiné à restituer dans les profondeurs le dioxyde de carbone que nous générons actuellement avec la combustion des combustibles fossiles et aide ainsi à lutter contre la réchauffement dû à l’effet de serre.
L’injection de CO2 dans les couches profondes n’est pas sans danger, pour cette raison, il est nécessaire d’étudier très attentivement l’endroit où il est prévu de le faire et de comprendre quels peuvent être les inconvénients. Lorsque du dioxyde de carbone est injecté dans une couche profonde, il se produit une augmentation de la pression qui peut avoir des effets négatifs, tels que des événements sismiques dus à une accumulation de pression, en particulier lorsque le site d’injection est à proximité d’une faille chargée, ou des fuites qui peuvent contaminer les nappes phréatiques.
Dans un article récemment publié dans Geophysical Research Letters, signé par le chercheur postdoctoral d’origine iranienne Iman rahimzadeh Kivi et Víctor Vilarrasa, entre autres, les chercheurs calculent, à l’aide de modèles, comment le gaz stocké se comporte à la fois dans sa capacité à pénétrer entre les différentes roches couches, comme l’évolution temporelle de ces mouvements. Les chercheurs ont développé un modèle numérique de transport pour comprendre le devenir à long terme du CO2 dans le stockage géologique du carbone à l’échelle de la gigatonne. Les calculs révèlent que les fuites de CO2 sont dominées par la diffusion moléculaire à des taux intrinsèquement lents, approchant à peine un mètre tous les plusieurs milliers d’années.
Je vous invite à écouter Víctor Vilarrasa, scientifique en chef du Conseil supérieur de la recherche scientifique (SCCI) à l’Institut Méditerranéen d’Etudes Avancées (IMEDEA)
Les références:
Kivi, IR, Makhnenko, RY, Oldenburg, CM, Rutqvist, J., & Vilarrasa, V. (2022). Systèmes multicouches pour le stockage géologique permanent du CO2 à l’échelle de la gigatonne. Lettres de recherche géophysique, 49, e2022GL100443.
