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Les technologies de captage et stockage géologique du CO2

Les technologies de captage et stockage géologique du CO2
septembre 2011

L'énergie est encore majoritairement produite à partir de ressources fossiles - pétrole, gaz et charbon - qui génèrent des émissions de CO 2 et contribuent au réchauffement climatique.

Le captage et le stockage géologique du CO 2 (CCS) apparaît comme une solution prometteuse pour réduire massivement les émissions de CO 2 provenant de l'industrie. Elle représente un enjeu important car les installations industrielles sont responsables de près du tiers des émissions de CO 2 dans le monde.

François Kalaydjian, Directeur adjoint du Centre de Résultats Ressources à IFP Energies nouvelles fait le point sur ces technologies.

François Kalaydjian
  • En quoi consistent le captage et le stockage géologique du CO2    ?

F.K.  : Il s'agit de récupérer le CO 2 émis en grande quantité par les industries lourdes à commencer par les centrales thermiques ainsi que les aciéries et les cimenteries. Le CO 2 est ensuite stocké dans des roches poreuses souterraines, situées par au moins 800 mètres de profondeur. Deux types de site de stockage sont principalement envisagés :
 - des gisements de pétrole et de gaz naturel épuisés,
 - et des aquifères profonds remplis d'eau salée impropre à la consommation.
  
 Les sites de stockage choisis doivent être surmontés d'une couche géologique imperméable – roche de couverture – composée essentiellement d'argiles ou de sel; celle-ci empêche toute remontée du CO 2 vers la surface et assure ainsi l'étanchéité du réservoir à long terme.

Schéma CCS
  • Qu'est-ce que le captage ?

F.K .  : Le captage consiste à récupérer le CO 2 émis lors d'une combustion. Il y a plusieurs technologies possibles :
 - soit le CO2 est capté dans les fumées (captage en postcombustion),
 - soit le combustible est brûlé avec de l'oxygène pur et les fumées contiennent alors essentiellement du CO 2 (oxycombustion).
 - Enfin, il existe une voie où, à partir d'un combustible fossile comme le gaz ou le charbon, on produit un gaz de synthèse qu'on transforme ensuite en un mélange de CO 2 et d'hydrogène. Le CO 2 est alors séparé de l'hydrogène qui est ensuite utilisé comme combustible. Rappelons que la combustion de l'hydrogène ne génère pas de CO 2.
  
 Les technologies actuelles de captage du CO 2 sont bien maîtrisées mais consomment beaucoup d'énergie. Les recherches visent donc à réduire cette consommation. Pour réduire de façon très importante le coût de cette étape, des procédés dits de deuxième génération, très innovants, sont aussi étudiés et viendront sur le marché d'ici une quinzaine d'années.

  • Est-il dangereux de stocker du CO2   dans le sous sol ?

F.K .  : Rappelons tout d'abord que nous vivons en permanence au contact du CO 2 puisque l'air en contient 0,03 %. Nous en produisons lorsque nous respirons. Il existe par ailleurs des stockages naturels de CO 2 en place depuis des milliers d'années (la source Perrier par exemple). Ce gaz est inoffensif à de basses concentrations mais peut s'avérer dangereux lors d'une exposition prolongée à une concentration d'environ 5 % dans des milieux confinés. Garantir l'étanchéité d'un stockage de CO2 est donc indispensable pour éviter tout impact néfaste sur l'environnement et la santé humaine.

  • Comment garantir la sécurité du stockage du CO2   dans le sous-sol ?

F.K .  : Toutes les mesures seront prises pour assurer la sécurité du stockage. Ceci passe par une sélection attentive des sites pour s'assurer de leur capacité à emprisonner le CO 2 injecté sur le long terme. Par ailleurs, la gestion du stockage sera assurée de façon à créer des barrières multiples renforçant les qualités naturelles d'étanchéité du stockage. Ensuite, le suivi de l'injection du CO 2 dans le stockage permettra de vérifier que le panache de CO2 se déploie conformément aux prévisions. La surveillance de l'injection et celle du stockage pendant toute la durée d'exploitation permettront d'éviter tout risque de remontée brutale et massive de CO 2.

  • Quand les usines seront-elles dotées d'installations de CCS ?

F.K .  : Industriels et centres de recherche travaillent ensemble pour tester les technologies de première génération sur des unités de démonstration. En France, à Lacq, Total met en œuvre un projet qui intègre toute la chaîne CCS. En Italie, l'électricien Enel pilote un projet de démonstration de captage en post combustion financé par l'Europe, auquel IFPEN participe activement.
  
 Parallèlement, les actions pour constituer un cadre juridique et informer l'opinion publique sont en marche. La directive européenne de 2009 sur le CCS est en cours de transposition dans les Etats membres, dont la France. Le CCS pourrait ainsi se développer, à une échelle industrielle, au cours de la décennie 2020.

  • Quel est le rôle d'IFP Energies nouvelles dans ce domaine ?

F.K .  : IFP Energies nouvelles est un chef de file de la recherche sur le captage et stockage du CO 2. Nous pilotons actuellement deux projets européens : Cocate sur le transport du CO 2 vers les sites de stockage et SiteChar sur la caractérisation des sites de stockage en Europe. Nous développons des technologies de captage moins consommatrices d'énergie, des logiciels de modélisation qui simulent le devenir du CO 2 dans le sous-sol, des techniques de surveillance par écoute sismique, etc.

  • Cette technologie ne risque-t-elle pas de retarder les investissements dans les énergies renouvelables ?

F.K .  : Répondre aux enjeux du changement climatique nécessite de déployer en parallèle plusieurs voies de réduction des émissions de CO 2. En ce sens, le CCS ne s'oppose pas au développement des énergies renouvelables, il complète la panoplie des technologies qu'il est indispensable de déployer aussi rapidement que possible. Les investissements liés au CCS seront bien moins coûteux que les dépenses occasionnées pour remédier à des évènements liés à un changement climatique majeur. Cet effort financier est indispensable dans la période transitoire où les énergies fossiles occuperont encore une place dominante, en attendant que les énergies renouvelables prennent massivement le relais.
  
 Dans le domaine de l'industrie, seul le captage et le stockage géologique peuvent traiter le problème des émissions de CO 2 à grande échelle. Mais d'autres solutions contribueront aussi à la réduction globale des émissions de CO 2. Il faut parallèlement améliorer l'efficacité énergétique, développer les énergies renouvelables et modifier nos comportements dans la consommation d'énergie.
  

+ Télécharger les fiches sur le stockage du CO2

+ Les clés pour comprendre > Hydrocarbures, CO2 et effet de serre
+ Les grands débats > Comment lutter contre l'effet de serre ?
+ Axes de recherche > Hydrocarbures responsables
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