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Pour contenir le réchauffement climatique sous la barre des 2 °C à l’horizon 2100, des milliards de tonnes de CO2 devront être stockées durablement dans des formations géologiques profondes. Impliqués depuis de nombreuses années sur cette problématique, nous intensifions aujourd’hui nos efforts pour délivrer les méthodologies et les technologies qui permettront d’opérer en toute sécurité des projets de stockage de CO2 à l’échelle industrielle.

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Sylvain Thibeau

Gisement

Total est engagé de longue date sur le stockage de CO2

Le stockage géologique du CO2 est appelé à jouer un rôle majeur pour atteindre la neutralité carbone au cours de la seconde moitié du siècle. Pour Total, le sujet n’est pas nouveau et le Groupe s’est forgé de solides expertises en la matière.

Dès les années 1990, l’EP a lancé des programmes de recherche pour séparer ou capter des gaz acides (CO2 ou H2S) en vue de leur réinjection profonde. L’objectif était double : mettre en production des gisements gaziers à teneur élevée en gaz acides, tout en minimisant les émissions et les procédés de traitement de soufre ; capter le CO2 émis sur les sites industriels pour le réinjecter dans le sous-sol au lieu de l’émettre à l’atmosphère.

À la même époque, le Groupe s’implique dans la première application industrielle du stockage géologique de CO2, réalisée en mer du Nord norvégienne sur le projet de Sleipner. Ses expertises contribueront, en particulier, à la caractérisation de la formation géologique, où 0,85 million de tonnes de CO2 est injectée chaque année depuis 1996, et au monitoring du stockage. Le Groupe est aussi associé au projet de GNL Snohvit (mer de Barents) où plus de 4 millions de tonnes de CO2, extrait du gaz en amont de sa liquéfaction, ont été stockées dans le sous-sol depuis 2008.

En 2006, l’engagement de Total pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre a franchi un palier supplémentaire avec le lancement de son projet de pilote industriel de captage-transport-stockage de CO2 sur le bassin de Lacq. Une première en Europe !

Des expertises avancées sur le stockage du CO2

Le pilote de Lacq a été une pleine réussite. En trois ans (janvier 2010-mars 2013) plus de 51 000 tonnes de CO2 captées par oxycombustion sur une chaudière gaz ont été injectées à 4 500 m de profondeur dans le réservoir de Rousse, ancien gisement de gaz naturel exploité entre 1972 et 2008. Avec, à la clé, la formalisation d’un processus de validation pour le stockage du CO2, intégrant méthodes et techniques pour sélectionner, qualifier et surveiller un site de stockage.

L’injection d’importants volumes de CO2 appelés à être stockés durablement dans une formation géologique nécessite en effet des approches géosciences spécifiques pour garantir l’intégrité du stockage, donc le confinement du CO2, sur le très long terme. En amont de ce pilote :

  • des modèles géologiques du réservoir cible ont permis de reproduire le comportement en pression du gisement lors de sa période de production, et d’estimer la remontée en pression et la migration du CO2 dans le gisement pendant la phase d’injection ;
  • des études géomécaniques et géochimiques ont démontré que la pression atteinte en fin l’injection n’entraînerait aucun endommagement des roches réservoir et de leurs couvertures et validé l’absence de réactions chimiques dommageables du CO2 sur ces roches. Ces conclusions ont été étayées par des modélisations du comportement à long terme du CO2 dans le réservoir.

Nos expertises de pointe sur la mesure des propriétés mécaniques du ciment ont également été mises à profit pour s’assurer de l’intégrité du puits d’injection vis-à-vis du CO2. En l’occurrence, les études menées avec des partenaires académiques sur la compréhension des mécanismes d’interaction entre le CO2 et les ciments pétroliers ont démontré une amélioration des propriétés mécanique du ciment au contact du CO2, renforçant ainsi cette barrière d’intégrité du puits.

Un dispositif de monitoring du site (monitoring de l’injection, monitoring du réservoir, monitoring microsismique multi-échelle) a confirmé que le réservoir évoluait conformément à nos prévisions. En parallèle, un programme ambitieux de surveillance environnementale, intégrant suivi de la qualité de l’eau (eau de surface et nappes phréatiques), des écosystèmes (faune et flore) et des gaz issus du sol, a permis de sélectionner les meilleurs techniques de monitoring et de vérifier l’étanchéité du stockage.

Un investissement à la mesure de l'enjeu climatique

Aujourd’hui, nous intensifions encore nos efforts pour que les techniques de captage, stockage et valorisation du CO2 (CCUS) jouent pleinement leur rôle dans le scénario 2 °C défini par l’Agence Internationale de l’Énergie. La participation du Groupe au projet Northern Lights en Norvège, aux côtés d’Equinor (ex-Statoil) et de Shell, signe son engagement volontariste pour accélérer leur déploiement. Premier projet commercial de stockage de CO2 industriel au monde, Northern Lights vise à stocker sur le plateau continental norvégien près de 40 millions de tonnes de CO2 en vingt-cinq ans. Avec, pour objectif, de développer un modèle viable, commercial et reproductible, en vue de mener d’autres projets d’envergure de par le monde.

 Notre proactivité se matérialise aussi par une R&D CCUS de grande envergure, qui devrait représenter à terme 10 % du budget global de R&D du Groupe. Mobilisées pour délivrer les solutions permettant d’opérer en toute sécurité des projets de stockage de CO2 à grande échelle, les équipes travaillent également à réduire les incertitudes sur les capacités mondiales de stockage de ce gaz à effet de serre. Nous travaillons sur ce sujet en partenariat avec un groupement international d’industriels (Oil and Gas Climate Initiative) et avons activement contribué à l’élaboration de la première version du Storage Resource Management System (SRMS), validée par la SPE (Society of Petroleum Engineers) et publiée en 2017, dont l’objectif est d’harmoniser les méthodes d’estimation des capacités de stockage souterraines de CO2. L’enjeu est de taille, car le déploiement massif du stockage de CO2 ne pourra advenir qu’en disposant, en amont, d’évaluations standardisées et fiables des capacités de stockage disponibles sur la planète, classées selon leur niveau de confiance à l’instar des réserves pétrolières.

Gisement

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Recherche & Développement

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