Thèse soutenue

Apport des gaz rares au suivi hydrogéochimique d'un stockage de CO2 : application à un analogue naturel de fuites
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Auteur / Autrice : Claire Gréau
Direction : Manuel MoreiraPierre AgrinierVincent Lagneau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géochimie
Date : Soutenance en 2012
Etablissement(s) : Institut de physique du globe (Paris ; 1921-....)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le captage et le stockage du CO2 dans des formations géologiques est aujourd’hui reconnu comme étant une des voies à mettre en oeuvre pour réduire les émissions de CO2 anthropiques. Pour pouvoir garantir l’efficacité à long terme de ces projets, il est indispensable de développer des outils de monitoring efficaces permettant de s’assurer que le CO2 reste bien confiné pendant et après la période de stockage. Du fait de leur caractère inerte, les gaz rares peuvent être utilisés comme traceurs du CO2 injecté. La première étape de ce travail de thèse a été d’automatiser une ligne d’analyse des gaz rares dissous dans l’eau pour en augmenter le rendement afin de pouvoir être capable d’assurer le suivi continu d’un site de stockage. La méthode de monitoring utilisant les gaz rares a d’abord été appliquée pour réaliser le niveau de base de deux sites pilotes de stockage de CO2 : Rousse dans le sud de la France, et Hellisheidi en Islande. Cela a permit de souligner l’importance d’un contraste dans la signature en gaz rare entre le gaz injecté et l’aquifère de surveillance ainsi que celle d’avoir un aquifère de surveillance suffisamment isolé de l’atmosphère. Nous avons ensuite étudié un analogue naturel de fuite de CO2 : la caldeira de Furnas aux Açores. Il s’agit d’un complexe volcanique présentant de fortes émanations naturelles de CO2 ainsi qu’un grand nombre de sources de type varié avec une large gamme de température et de pH. Pour chaque source échantillonnée, nous avons mesuré le contenu en CO2 (DIC et δ13C), la composition en gaz rares dissous (He et Ne) ainsi que la chimie des ions majeurs. Les teneurs en CO2 mesurées dans les échantillons d’eau peuvent être expliquées comme étant le résultat d’un mélange à trois composants entre les eaux hydrothermales provenant de l’aquifère profond, les eaux météoriques équilibrées à la matière organique du sol et les remontées de gaz profond provenant d���une intrusion magmatique. Le but de cette étude est de déterminer la contribution de chaque composant à l’aide des gaz rares et des données d’ions majeurs. L’application de cette technique sur un site de stockage réel sera facilitée car alors tous les composants sources seront bien contraints grâce à la caractérisation chimique et isotopique des compartiments à l’état initial ainsi que par celle du gaz injecté.