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Le risque sismique ne menacera pas la viabilité du stockage géologique du carbone

20 juin 2012

Les grondements de cette semaine contre le captage et le stockage du carbone (CSC) en tant que moyen puissant d'atténuer le changement climatique mondial ne proviennent pas d'une source géologique naturelle, mais uniquement d'un article d'opinion publié dans le numéro de cette semaine de la revue Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) Perspectives. Pourtant, malgré les arguments de deux géophysiciens de Stanford, il existe de nombreuses preuves scientifiques contraires montrant que le CO2 provenant des centrales électriques fossiles américaines peut être capté et stocké en toute sécurité. Si l'article d'opinion soulève à juste titre l'importance d'une sélection et d'une caractérisation rigoureuses des sites pour le stockage à l'échelle commerciale, il est loin d'analyser la faisabilité globale du stockage de volumes commerciaux de CO2. Voici pourquoi :

Par analogie avec des tremblements de terre récents résultant d'injections de saumure, les auteurs tentent de mettre en doute la faisabilité du stockage géologique à grande échelle du dioxyde de carbone capturé à partir de sources industrielles en soulignant le rôle de l'augmentation de la pression du CO2 dans les formations hôtes dans leur potentiel à induire des tremblements de terre et les fractures et failles qui en résultent. Ils ne s'inquiètent pas de l'impact des secousses ni des tremblements de terre à grande échelle qui laisseraient le CO2 s'échapper, mais plutôt de la possibilité que la sismicité induite soit accompagnée d'une fracturation à petite échelle qui pourrait migrer vers le haut et compromettre l'intégrité d'un joint géologique sus-jacent.

Ce que l'article ne dit pas, c'est que pour qu'une faille fragile ou une zone de fracture atteigne la surface, il faudrait traverser des milliers de pieds de couches de roche et de schiste qui pourraient très bien, au cours du processus, s'accommoder de la contrainte se propageant vers le haut comme une substance plastique se pliant comme du caramel - au lieu de se fracturer. Elle n'aborde pas non plus la vitesse à laquelle le CO2 affecté par une fracturation à si petite échelle pourrait migrer avec le temps, et si ces volumes seraient significatifs sur les échelles de temps nécessaires pour combattre le réchauffement climatique. De plus, selon Ruben Juanes, géoscientifique au MIT, il n'existe pas de modèles ou de données permettant de prévoir la sismicité des injections de CO2 à grande échelle. En outre, la technologie d'injection de CO2 n'est pas nouvelle. Environ 1 milliard de tonnes de CO2 ont été injectées (et stockées) en toute sécurité dans le cadre du processus de récupération assistée du pétrole (RAH) aux États-Unis depuis la fin des années 1970, sans qu'aucun incident sismique ne soit signalé. En fait, aucun tremblement de terre n'a non plus été signalé dans le monde à cause des injections de CO2 salin, selon le rapport de la NAS du 15 juin (Induced Seismicity Potential in Energy Technologies).

Dans cet article d'opinion, les auteurs peignent, avec un pinceau large, un scénario de capacité de stockage limitée pour le CO2 produit par les centrales électriques dans le bassin de l'Illinois, dans le Midwest, le lieu de production d'électricité au charbon aux États-Unis. Dans leur empressement à porter un jugement, les auteurs négligent de nombreuses stratégies de stockage qui viendraient compléter le stockage local et régional dans le Midwest :

  • Leur affirmation se fonde sur l'exemple non représentatif du projet pilote de CSC d'AEP Mountaineer en Virginie occidentale, combiné à une modélisation informatique du bassin de l'Illinois réalisée en 2009 par le Lawrence Berkeley National Laboratory dans un but autre que celui de prédire la sismicité. La faible injectivité observée dans le cadre du projet Mountaineer n'est pas représentative de la géologie de la formation de Mt. Simon dans l'ensemble du bassin de l'Illinois. Un meilleur exemple est le succès continu du projet ADM actuellement en cours à Decatur, Illinois.
  • Il est essentiel de comprendre la géologie tridimensionnelle de la subsurface. Dans le bassin de l'Illinois, d'autres formations ont le potentiel de stocker simultanément du CO2. Le Gulf Coast Carbon Center du Bureau of Economic Geology de l'Université du Texas a étudié le stockage superposé en combinaison avec la RAP dans des formations saumâtres situées sous des zones de production dans le Mississippi. Les formations étanches à faible perméabilité et les joints multiples situés au-dessus de la formation de Mount Simon offrent un niveau de sécurité supplémentaire.
  • Le dioxyde de carbone peut être et sera acheminé par pipeline vers la côte du Golfe et le bassin permien du Texas pour la récupération assistée du pétrole. Des plans sont en cours pour une extension du pipeline de CO2 qui prolongera le "Green Pipeline" existant de Denbury Resources jusqu'au sud de l'Illinois pour exploiter les sources anthropiques de CO2. Une étude du NETL réalisée en 2011 suggère que la prochaine génération de récupération assistée du pétrole dans les champs pétrolifères américains épuisés peut accueillir 20 milliards de tonnes de CO2 supplémentaires.
  • Les pipelines pourraient également transporter le CO2 vers d'autres formations au large des côtes du Golfe, de l'Atlantique et du Pacifique, où la capacité de stockage est estimée entre 500 milliards et 7,5 billions de tonnes, selon le DOE.
  • Le groupe de recherche Battelle a étudié la construction de pipelines de CO2 pour plusieurs scénarios internationaux d'atténuation du climat et suggère que le rythme serait raisonnable. ARI, une société de conseil en ressources énergétiques, estime que trois pipelines de 800 miles pourraient accueillir le CO2 des centrales électriques du Midwest pendant 30 ans.
  • La production et la réinjection d'eau saumâtre dans d'autres formations peuvent soulager les pressions de formation qui pourraient potentiellement conduire à une rupture de la roche.

Dans l'ensemble, tout porte à croire que la technologie du CSC est viable et qu'une combinaison d'options de stockage permettra d'accueillir de grands volumes de CO2 capté. Il reste à savoir si tout le dioxyde de carbone émis par les activités industrielles aux États-Unis et dans le monde peut être capté et stocké, mais le CSC est viable et a un rôle essentiel et important à jouer dans la réduction des gaz à effet de serre. Avec de nombreuses injections de CO2 à petite échelle et quatre décennies de RAP à notre actif, il est temps d'investir dans la compréhension du stockage géologique à grande échelle, plutôt que de l'abandonner.

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