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81e Congrès de l'ACFAS

CO2 en phase supercritique : déterminer le gradient géothermique à partir des puits pétroliers et gaziers

Auteur : Luc Massé
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Suivant le gradient géothermique, la densité du CO2 va augmenter avec la profondeur jusqu'à atteindre, à environ 800 mètres ou plus, la phase supercritique (GIEC, 2005). La profondeur où le changement de phase s'effectue peut être déterminée en utilisant le diagramme de phase du CO2 (Atkins, 1982) où la température et la pression sont les paramètres qui déterminent la phase. À l'échelle d'un bassin sédimentaire, tel les Basses-Terres du Saint-Laurent, le gradient géothermique n'est pas uniforme. Divers facteurs peuvent influencer les variations locales et régionales, tels les intrusifs et les diverses lithologies. 

Lors des activités d'exploration pétrolières et gazières, des levés de température sont effectués dans les puits. Les mesures de température sont généralement associées aux diagraphies de fin de forage. Cependant, la condition du puits lors des levés de températures affecte les mesures (Hasen et Kabir, 2002).

Junex présente les résultats de ses levés de température dans les puits. Ils ont été effectués à différents moments et dans différentes conditions. Les levés ont permis de déterminer : 1) le degré de répétabilité des lectures, 2) déterminer les gradients géothermiques selon les lithologies, 3) observer une variabilité régionale, 4) mettre en évidence les erreurs associées aux méthodes d'acquisitions de données et 5) établir la profondeur pour atteindre la température nécessaire pour le CO2 en phase supercritique.

81e Congrès de l'ACFAS

L'intégration de données de sismique-réflexion par des méthodes géostatistiques pour la séquestration géologique du CO2 dans les Basses-Terres du Saint-Laurent

Auteur : Maxime Claprood
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Les méthodes géostatistiques sont utilisées pour optimiser l'analyse de données de sismique-réflexion pour la caractérisation structurale et pétrophysique de sites pour le stockage géologique du CO2. Deux exercices virtuels sont effectués à partir des données de sismique-réflexion acquises sur des sites québécois : le krigeage par dérive externe (KDE) est utilisé pour modéliser les unités stratigraphiques de la plate-forme du Saint-Laurent à Bécancour ; et les simulations gaussiennes séquentielles (SGS) sont appliquées selon une approche Bayésienne pour modéliser la porosité du réservoir du Groupe de Beekmantown à Saint-Flavien. Afin d'optimiser les données éparses disponibles à Bécancour, les toits de formations géologiques identifiés à 11 puits sont krigés en utilisant des horizons modélisés à partir de 100 km de lignes sismiques 2D comme dérive externe. Les horizons géologiques ainsi krigés montrent un bon compromis entre la structure spatiale globale exprimée par les variogrammes évalués aux puits et les variations spatiales exprimées par la dérive externe évaluée sur les horizons modélisés à partir des lignes sismiques 2D en temps. À Saint-Flavien, l'intégration des données sismiques 3D en amplitude et en impédance acoustique avec des diagraphies de forage par SGS permet une évaluation réaliste du volume de pores disponibles pour le stockage géologique du CO2, ainsi qu'une estimation de la variabilité sur les distributions de porosité modélisée.

81e Congrès de l'ACFAS

État de la situation des projets de séquestration géologique du CO2 à travers le monde

Auteur : Jean-Philibert Moutenet
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

La technologie du captage, du transport et de la séquestration géologique du CO2 représente une alternative nouvelle, particulièrement bien adaptée aux sources concentrées et fixes de CO2 pour réduire les émissions de CO2.

D'une part, 17 projets industriels de séquestration géologique du CO2, de par leur taille et leur viabilité économique, ont été recensés à travers le monde. Ces projets sont implantés en Amérique du Nord, en Europe, en Afrique du Nord et en Australie. Fin 2012, huit de ces projets industriels fonctionnaient déjà. Neuf autres étaient confirmés et leur construction avait débuté.

D'autre part, 17 projets pilotes de séquestration géologique du CO2, c'est-à-dire expérimentaux, ont été identifiés sur la planète. Ces projets ont lieu en Amérique du Nord, en Amérique latine, en Europe, au Moyen-Orient, en Asie et en Australie. Fin 2012, 14 de ces projets étaient en opération à travers le monde. Trois autres étaient en construction.

Les projets en phase de planification qui n'ont pas encore été confirmés, notamment par une décision finale d'investissement, ne sont pas retenus. En tout, plus de 70 projets industriels de séquestration géologique du CO2, à différentes phases (identification générale, construction, fonctionnement, etc.), existent dans le monde.

81e Congrès de l'ACFAS

Procédé pour le piégeage du CO2 industriel par carbonatation de materiaux silicatés, résiduels ou naturels et valorisation des sous-produits

Auteur : Louis-César Pasquier
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Depuis plusieurs années, les techniques de capture et de séquestration du CO2 ont suscité un grand intérêt de la part de la communauté scientifique. Parmi elles, la carbonatation minérale, basée sur la réaction entre le CO2 et un oxyde métallique, principalement de magnésium et de calcium, afin de former des carbonates, stables et inertes. Le Québec, de part son activité minière, possède une quantité considérable de résidus riches en Mg (20-40% MgO) de composition proche de la serpentine. Ainsi, des études ont été réalisées afin d'évaluer le potentiel de ces matériaux pour traiter un gaz de combustion contenant en moyenne 18% de  CO2.

La réaction est réalisée en phase aqueuse, à basse température et basse pression dans un réacteur agité. Les résultats ont montré un taux d'enlèvement en CO2 de 80%. Par ailleurs, afin de réduire les coûts liés aux besoins énergétiques du prétraitement du matériel (broyage et activation thermique), l'accent a été mis sur l'obtention d'un carbonate de magnésium ayant un potentiel de revente. Par conséquent, la précipitation des carbonates est réalisée hors du réacteur, offrant un produit quasi pur.

Le procédé ainsi développé offre un taux d'enlèvement de CO2 élevé dans des conditions douces. De plus, la possible revalorisation des sous produits permet un bilan économique favorable rendant l'implantation à grande échelle de cette technologie avantageuse.

81e Congrès de l'ACFAS

FutureGen 2.0 : le projet pilote américain de taille industrielle intégrant capture, transport et stockage de CO2

Auteur : Alain Bonneville
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère
81e Congrès de l'ACFAS

Aspects géomécaniques de la séquestration géologique du CO2 dans les aquifères salins des Basses-Terres du Saint-Laurent

Auteur : Elena Konstantinovskaya
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Le bassin sédimentaire des Basses-Terres du Saint-Laurent est reconnu comme la meilleure cible pour le stockage géologique du CO2 au Québec. L'étanchéité de la roche-couverture est un enjeu majeur dans le cadre du stockage du CO2. Les failles préexistantes ou les systèmes de fractures naturelles au sein de la roche-couverture (Shale d'Utica, Gr. de Lorraine) pourraient servir de chemins de fuite pour le CO2 injecté dans les grès de réservoir (Fm de Covey Hill). Une approche quantitative et la modélisation numérique sont utilisées afin d'évaluer les propriétés mécaniques de la masse rocheuse, l'étanchéité et la stabilité mécanique des failles et des fractures en tenant compte de l'orientation et de la magnitude du stress actuel SHmax et de l'augmentation de la pression des fluides suite à l'injection du CO2. Les données de terrain et de sous-surface sont utilisées afin d'estimer l'étanchéité des failles en appliquant la méthode d'évaluation de la proportion du shale entrainé dans le plan de faille. Les résultats obtenus supportent que les failles étudiées sont étanches (SGR > 21%) au-dessus des grès de réservoir. Les deux systèmes de fractures établis dans la roche-couverture sont peu favorables à la circulation des fluides, les fractures  étant soit courtes et discontinues, soit sub-orthogonales à l'orientation du SHmax. Le respect de la pression d'injection maximale permet d'éviter la fracturation de la roche-couverture et de préserver la stabilité mécanique des failles.

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Séquestration géologique du CO2 dans les Basses-Terres du Saint-Laurent, Québec : impacts hydrogéologiques potentiels à l'échelle du bassin sédimentaire 

Auteur : Olivier Girou
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Parmi les nombreuses options proposées pour diminuer les émissions anthropiques de gaz à effet de serre (GES) au Québec, le stockage géologique du CO2 dans le bassin sédimentaire des Basses-Terres du Saint-Laurent (BTSL) est l'option la plus prometteuse.
 Bien que les conditions y soient réunies pour permettre le stockage, les impacts environnementaux à l'échelle du bassin sédimentaire (migration des saumures vers des nappes d'eau douce et augmentation de la pression dans le système hydrogéologique entraînant la remontée de nappes environnantes) doivent être évalués.

Pour quantifier ces impacts, l'injection de CO2 sera simulée à l'aide d'un modèle numérique d'écoulement des fluides. Le modèle permettra de simuler l'écoulement de l'eau souterraine, le transport de solutés (chlorures), le transport de chaleur et les effets de densité à l'échelle du bassin sédimentaire.

Toutefois, le développement d'un modèle numérique nécessite l'utilisation d'un modèle hydrostratigraphique des BTSL. Puisqu'il n'existe pas de tel modèle pour l'instant, nous allons le développer à l'aide d'une compilation des données hydrogéologiques disponibles. Ces données sont majoritairement issues d'essais de puits, réalisés par des compagnies d'exploration gazière. Les données obtenues à partir de ces essais seront compilées pour créer le modèle hydrostratigraphique des BTSL, qui sera couplé au modèle géologique 3D des BTSL afin de pouvoir réaliser la modélisation en 3D de l'injection de CO2 dans les BTSL.

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Pause

Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère
81e Congrès de l'ACFAS

Mot de bienvenue

Auteur : Michel Malo
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère
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Panorama des activités de recherche au sein du BRGM sur le stockage géologique de CO2

Auteur : Marie Gastine
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Le BRGM est l'établissement public français spécialiste des applications des sciences de la Terre pour gérer les ressources et les risques du sol et du sous-sol.

Le BRGM fait partie des pionniers au niveau international dans le domaine du stockage géologique du CO2. Ses activités de recherche ont commencé en 1993 avec le projet Joule et incluent désormais le travail sur des analogues naturels, sur les sites de Sleipner, Lacq, Weyburn, In Salah et Ketzin ainsi que sur la création de démonstrateurs en France.

Le BRGM fait porter ses efforts de recherche sur :

- l'évaluation des capacités de stockage des aquifères profonds ;

- la sélection et la caractérisation des sites de stockage ;

- la modélisation prédictive des sites à différentes échelles ;

- l'analyse de risque, l'évaluation des impacts potentiels de fuites et la définition de critères de sécurité ;

- le développement d'outils et méthodes de surveillance, autant géophysiques que géochimiques ou microbiologiques ;

- le développement de plans et de méthodes de mitigation-remédiation en cas de comportement anormal du stockage.

Le BRGM est un acteur majeur de la dynamique académique  européenne, par le réseau CO2GEoNet, l'action de coordination CGS Europe et la plateforme technologique Zero Emission Fossil  Fuel Power Plant (ZEP).

La présentation s'attachera à présenter ses diverses activités au travers de projets phare.

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Gestion des risques liés au stockage géologique de CO2

Auteur : Thomas Le Guénan
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Le développement de la filière du Captage et Stockage de CO2 repose sur la gestion et la maîtrise des risques (c'est-à-dire identification et évaluation des risques, surveillance et mesures correctives), qui permettent d'assurer la sécurité des hommes et de l'environnement. Cette filière pose des défis pour plusieurs raisons. Parmi celles-ci, on trouve principalement les incertitudes inhérentes au sous-sol, la durée exigée pour l'efficacité du stockage, le maintien de la sécurité sur le long terme ou encore la complexité des interactions situées au croisement de différents domaines scientifiques posées par l'injection du gaz dans le sous-sol. Depuis plusieurs années, le BRGM a développé une expertise et s'est doté d'outils pour répondre à ces défis à travers différents projets traitant spécifiquement de la connaissance et de la maîtrise des risques. Le BRGM a ainsi développé des compétences en identification des risques, en propagation des incertitudes lors de l'appréciation du risque, et modélisation d'évènements de risque spécifiques, en outils de surveillance innovants. Le BRGM travaille aussi à fournir des recommandations pour l'établissement des plans de gestion du risque réglementaires d'après la directive européenne sur le stockage de CO2.

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Dîner

Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère
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Le règlement concernant le système de plafonnement et d'échange de droits d'émission de gaz à effet de serre au Québec

Auteur : Kim Ricard
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Pour le Québec, l'une des mesures clés du plan d'action 2013-2020 sur les changements climatiques consiste en la mise en place d'un système de plafonnement et d'échange de droits d'émission de gaz à effet de serre (SPEDE) qui s'insère dans un marché nord-américain du carbone. Il induit un signal de prix associé au carbone dans l'économie, qui incite à la réduction des émissions de GES. La présentation portera principalement sur les modalités de fonctionnement du SPEDE, qui est en vigueur depuis 2012.

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Modélisation numérique de la séquestration du CO2 dans les aquifères salins profonds de la région de Bécancour, Québec : injectivité et capacité de stockage

Auteur : Tien Dung Tran Ngoc
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Le changement climatique est avéré et causé par les émissions de gaz à effet de serre dont le CO2 est la principale contribution. Présentement, le CO2 augmente avec la croissance de l'utilisation des combustibles fossiles. Plutôt que de laisser les émissions de CO2 se faire dans l'atmosphère, il est possible de le capturer et de le séquestrer dans des aquifères salins profonds. Il s'agit d'une technique prometteuse qui permettrait de réduire le réchauffement global. Cette présentation aborde l'étude de la faisabilité de l'injection de CO2 à l'état supercritique dans les aquifères salins de la région de Bécancour du bassin sédimentaire des Basses Terres du St. Laurent. Des simulations numériques de l'injection du CO2 ont été effectuées en utilisant le simulateur TOUGH2/ECO2N. L'injectivité a été évaluée en analysant la sensibilité des résultats pour une gamme représentative des propriétés hydrogéologiques et pétrophysiques. La capacité de stockage a été estimée par différentes approches dynamiques / statiques pour trois sous-réservoirs de Bécancour. Aussi, on a comparé les résultats obtenus de cette estimation à l'échelle régionale ainsi qu'à l'échelle du bassin. Les résultats des simulations montrent que le débit d'injection pourrait atteindre jusqu'à 20 kg/s avec des périodes d'injection intermittentes, sans que les roches réservoirs ne soient fracturées. La capacité de stockage estimée pour les sous-réservoirs NE, NO et SE sont de 10-21, 7-20 et 68-110 Mt de CO2, respectivement.

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Plénière

Colloque    218 - Réseau électrique intelligent : de l'idée à la réalité
81e Congrès de l'ACFAS

Intégration des énergies renouvelables dans un réseau de distribution interactif

Colloque    218 - Réseau électrique intelligent : de l'idée à la réalité

Les énergies renouvelables, incluant le solaire, l'éolien et les biogaz, peuvent être aujourd'hui converties efficacement en énergie électrique. Cette production peut être décentralisée et distribuée, et installée proche des centres de consommation. L'intégration de cette production électrique requière des adaptations aux réseaux de distribution existants au niveau du contrôle et de la protection du réseau électrique, et une interaction entre production et consommation locales. Cette intégration peut être facilitée grâce aux derniers développements dans les technologies de commande, de communication et de gestion de l'information. Cette présentation explique les techniques de conversion des énergies renouvelable en électricité, ses avantages et limitations. Elle illustre le potentiel des nouvelles technologies à rendre le réseau de distribution électrique plus interactif, ce qui facilite l'intégration des nouvelles sources d'énergie, en particulier les sources variables, telles que l'éolien et le solaire.

81e Congrès de l'ACFAS

Programme d'innovation Réseau intelligent d'Hydro-Québec : enjeux et perspectives

Auteur : Champlain Landry
Colloque    218 - Réseau électrique intelligent : de l'idée à la réalité
81e Congrès de l'ACFAS

Dîner

Colloque    218 - Réseau électrique intelligent : de l'idée à la réalité
81e Congrès de l'ACFAS

Mot de clôture

Colloque    218 - Réseau électrique intelligent : de l'idée à la réalité
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Mot de bienvenue

Colloque    218 - Réseau électrique intelligent : de l'idée à la réalité
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Plénière

Colloque    218 - Réseau électrique intelligent : de l'idée à la réalité
81e Congrès de l'ACFAS

Présentation du LIA (Laboratoire International Associé)

Auteur : Leszek Szczecinski
Colloque    218 - Réseau électrique intelligent : de l'idée à la réalité
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Estimation des performances de transmission de CPL sur des réseaux de distribution d'électricité

Auteur : Baptiste Vrigneau
Colloque    218 - Réseau électrique intelligent : de l'idée à la réalité

L'objectif des travaux consiste à estimer les performances de technologies CPL sur des réseaux électriques réellement exploités. Les travaux présentés s'inscrivent dans le cadre d'un partenariat français entre le laboratoire Xlim SIC de l'Université de Poitiers, le fournisseur et le gestionnaire d'électricité du département des Deux-Sèvres (Séolis/Gérédis).

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Pause

Colloque    218 - Réseau électrique intelligent : de l'idée à la réalité
81e Congrès de l'ACFAS

Mot de bienvenue

Colloque    218 - Réseau électrique intelligent : de l'idée à la réalité