Contribution à la connaissance des migrations de CO2 naturel dans le Bassin du Sud-Est de la France : enseignements pour le stockage géologique du CO2 dans les réservoirs sédimentaires, Natural CO2 migrations in the South-Eastern Basin of France : implications for the CO2 storage in sedimentary formations

Yolaine Rubert

Description

Sous la direction de Claire Ramboz, Yves-Michel Le Nindre
Thèse soutenue le 27 mars 2009: Orléans
Le stockage géologique du CO2 est un des enjeux scientifiques majeurs envisagés pour contrôler le réchauffement climatique lié aux gaz à effet de serre. Le stockage en domaine sédimentaire nécessite une connaissance des facteurs stabilisant/destabilisant les réservoirs, qui peut être apportée par l’étude d’analogues naturels. L’utilisation de méthodes pétrographiques, microthermométriques et géochimiques appliquées aux carottes du forage V.Mo.2 traversant le réservoir naturel de CO2 de Montmiral (France), permettent de suivre les migrations de CO2. Dans le socle Paléozoïque, les inclusions fluides carboniques témoignent de la démixtion sous forte couverture d’un fluide aquo-carbonique chaud, probablement à la fin du Crétacé ou au Paléogène, qui marquerait le remplissage du réservoir de Montmiral. L’étude des unités sédimentaires sus-jacentes montre que le CO2 est resté confiné dans les niveaux rhéto-sinémuriens sous les marnes du Domérien à l’Oxfordien Moyen. Ces marnes jouent le rôle de barrière étanche aux fluides au cours des principaux stades de circulations reconnus. Un premier stade lié à l’extension téthysienne affecte les séries sous-jacentes aux marnes. Un deuxième stade, rattaché à la compression pyrénéenne grâce à une étude de terrain, induit une karstification des séries sus-jacentes à l’écran marneux. A la base du forage, c’est à cette période que le réservoir fuit, mais cette fuite reste confinée sous l’écran marneux. La stabilité du réservoir de Montmiral est due à la présence de l’épais niveau marneux et à la structuration en blocs du bassin de Valence et de son socle limités par des failles jouant le rôle de barrière latérale.
-Réservoir naturel de CO2 de Montmiral (France)
-Circulations de fluides
Study of natural CO2 analogues brings key informations on the factors governing the long term stability/instability of future anthropogenic CO2 storages. The main objective of this work, through the study of cores from V.Mo.2 well crosscutting the Montmiral natural reservoir (Valence Basin, France), is to trace the deep CO2 migrations in fractures. Petrographic, geochemical and microthermometric studies of the V.Mo.2 cores were thus performed in order: 1) to describe the reservoir filling conditions and 2) to detect possible CO2-leakage through the sediments overlying the reservoir. Fluid inclusions from the Paleozoic crystalline basement record the progressive unmixing of a hot homogeneous aquo-carbonic fluid. The Montmiral reservoir was therefore probably feeded by a CO2-enriched gas component at the Late Cretaceous-Paleogene. The study of the sedimentary column in V.Mo.2 well, demonstrates that the CO2 did not migrate towards the surface through the thick marly unit (Domerian-Middle Oxfordian). These marls have acted as an impermeable barrier that prevented the upward migration of fluids. Two main stages of fluid circulation have been recognized: 1) an ante- Callovian one related to the tethysian extension 2) a tertiary stage during which the upper units underwent a karstification, with CO2 leakage related but which remained confined into the deeper parts of the Valence Basin. Since the Paleogene, the Montmiral reservoir has apparently remained stable, despite the pyrenean and alpine orogeneses. This is mainly due to the efficient seal formed by the thick marly levels and also to the local structuration in faulted blocks which apparently acted as efficient lateral barriers.
-Montmiral natural reservoir (Valence Basin France)
-Fluid circulations
Source: http://www.theses.fr/2009ORLE2024/document

Informations

• Publié par: Thesee
• Nombre de lectures: 49
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 30 Mo

Extrait

UNIVERSITÉ
 
  D’ORLÉANS
 

ÉCOLE DOCTORALE SCIENCES ET TECHNOLOGIES
LABORATOIRE ISTO

THÈSE présentée par :
Yolaine RUBERT

soutenue le : 27 mars 2009

pour obtenir le grade de : Docteur de l’université d’Orléans
Discipline/ Spécialité : Géologie et géochimie sédimentaire

Contribution à la connaissance des migrations de
CO naturel dans le Bassin du S-E de la France : 2
enseignements pour le stockage géologique du CO 2
dans les réservoirs sédimentaires

THÈSE dirigée par :
Mme Claire RAMBOZ Chargé de Recherche, ISTO
Mr Yves-Michel LE NINDRE Ingénieur, HDR, BRGM (co-directeur)
RAPPORTEURS :
Mr Michel LOPEZ Professeur, Université de Montpellier
Mr Maurice PAGEL Professeur, Université d’Orsay
___________________________________________________________________________
JURY:
Mr Ary BRUAND Professeur, Université d’Orléans, président du jury
Mr Yves-Michel LE NINDRE Ingénieur, HDR, BRGM
Mr Marc LESCANNE Ingénieur, TOTAL
Mr Michel LOPEZ Professeur, Université de Montpellier, rapporteur
Mr Maurice PAGEL Université d’Orsay, rapporteur
Mr Thomas SHEPHERD Docteur
tel-00452660, version 1 - 2 Feb 2010tel-00452660, version 1 - 2 Feb 2010
UNIVERSITÉ
 
  D’ORLÉANS
 

ÉCOLE DOCTORALE SCIENCES ET TECHNOLOGIES
LABORATOIRE ISTO

THÈSE présentée par :
Yolaine RUBERT

soutenue le : 27 mars 2009

pour obtenir le grade de : Docteur de l’université d’Orléans
Discipline/ Spécialité : Géologie et géochimie sédimentaire

Contribution à la connaissance des migrations de
CO naturel dans le Bassin du S-E de la France : 2
enseignements pour le stockage géologique du CO 2
dans les réservoirs sédimentaires

THÈSE dirigée par :
Mme Claire RAMBOZ Chargé de Recherche, ISTO
Mr Yves-Michel LE NINDRE Ingénieur, HDR, BRGM (co-directeur)
RAPPORTEURS :
Mr Michel LOPEZ Professeur, Université de Montpellier
Mr Maurice PAGEL Professeur, Université d’Orsay
___________________________________________________________________________
JURY:
Mr Ary BRUAND Professeur, Université d’Orléans, président du jury
Mr Yves-Michel LE NINDRE Ingénieur, HDR, BRGM
Mr Marc LESCANNE Ingénieur, TOTAL
Mr Michel LOPEZ Professeur, Université de Montpellier, rapporteur
Mr Maurice PAGEL Université d’Orsay, rapporteur
Mr Thomas SHEPHERD Docteur
tel-00452660, version 1 - 2 Feb 2010tel-00452660, version 1 - 2 Feb 2010Remerciements
Je tiens tout d’abord à remercier Claire et Yves-Michel d’avoir initié cette thèse et de
m’avoir fait confiance tout au long des travaux tout en guidant mes pas dans le
labyrinthe de la recherche. Merci également à Marc Lescanne pour l’accueil, le suivi et
les encouragements tout au long de la thèse. Un grand merci à vous trois pour votre
soutient et vos conseils.
Merci à Helene Pauwels, Isabelle Czernichowsky, Jean-Pierre Girard, Thomas
Shepherd et Jonathan Pearce qui ont participé au projet précédent ma thèse et m’ont
ensuite accompagné.
Je souhaite remercier les organismes ayant participé au financement de cette thèse
qui n’aurait jamais eu lieu le cas contraire : la région Centre, le BRGM et TOTAL.
Je tiens également à remercier l’ensemble des membres du jury pour leurs remarques,
leurs suggestions ainsi que leur temps passé à l’évaluation de ce travail.
Cette thèse est basée principalement sur l’étude du forage V.Mo.2 et je remercie
l’exploitant, et notamment Patrick Cousin et son équipe, pour leur accueil et leur
disponibilité. Je remercie également TOTAL pour la mise à disposition des carottes de
V.Mo.2.
Cette thèse n’aurait pas pu se faire sans torture de cailloux. Je remercie donc
l’ensemble des bourreaux :
- qui ont scié, coupé les cailloux (Sylvain Janiec, Jean-Gabriel Badin, Véronique Ruffier
et Dominique Guinamant) ;
- qui m’ont permis d’effectuer les observations microscopiques (Thierry Augé et
Laurent Bailly, Laurent Thirkell, Christelle Briois, et Fatima Laggoun-Défarge) ;
- qui ont participé aux bombardements des cailloux (Jean-Michel Bény, Claire Bény,
Olivier Rouer, Christian Gilles et Guillaume Wille) ;
- qui ont réalisé des attaques à l’acide (Christine Fléhoc, Catherine Guérrot et toute
leur équipe).
Merci à tous ces bourreaux pour les conseils, explications et autres discussions.
La géochimie que se soit dans la méthodologie ou les interprétations, n’aurait pu se
faire sans l’aide précieuse de Catherine Lerouge que je tiens à sincérement remercier
pour la patience et la pédagogie dont elle a fait preuve pour m’initier au monde de la
géochimie isotopique (et pas que !) ainsi que pour sa rigueur scientifique. Tu méritais
bien ton H.D.R. !

tel-00452660, version 1 - 2 Feb 2010
Pour m’aérer de temps en temps entre deux tortures de cailloux, on m’a dépoussiérée
sur le terrain dans le Bassin de Valence. Merci à Karine Le Pierres et Michel Brach
pour m’avoir fait connaître les gaz des sols et merci à eux pour ces bons moments sur
le terrain, maintenant je suis devenue une professionnelle de la foreuse Hilti sans fil.
Merci également à Didier Bonijoly pour ma deuxième phase de dépoussiérage où là on
s’est mis à traquer les fractures tout autour du bassin, entre deux plats de ravioles.
Merci à tous ceux de l’ « annexe » du service Eau (Jean-Jacques, Rowena, Eric G. et
P., Arnaud, Madjid, Emmanuel, Carole, Suzanne, Delphine, Vincent, Martine, Fawsia,
Philippe, Stéphanie, Benoit, Christophe, Alexandre…). Merci à vous pour votre
sympathie, cette bonne ambiance aux pauses café ainsi que ces discussions politico-
culturelles (si, si ! ça arrivait souvent). Et puis il y a les autres, ceux de l’autre bâtiment,
de l’autre côté de la fôret…tels que Géraldine, Marie, Nicolas J. et S., Laurent, Marc,
Julie,...
Et puis merci à ma famille et aux potes qui ont su sans le vouloir m’apporter du
réconfort, des encouragements, de l’oxygène…Merci les tontons, les tatas, les pitits
monstres, cousins, cousines, mamé et puis la soeurette. Et merci à Mar, Alex, Simon,
Olive et Mathieu qui sont toujours là dans mes pensées malgré l’éloignement.
Merci à ceux que j’ai oublié (bloup-bloup) et qui ont participé à la contribution de ce
travail.
Et pour finir (par le meilleur), merci à Julien pour tous ces rôles qu’il a dû et sû
endosser au cours de ma thèse: coach, défouloir, homme au foyer, confesseur,
décontractant, psychothérapeute…Merci beaucoup tout plein! Tu avais raison, tout est
bien, qui fini bien !!!





Je tiens à dédier cette thèse à Alain et Nadine (alias pôpa et môman) qui ont sû tout au
long de ma vie étudiante me laisser faire mes propres choix sans m’influencer mais
tout en me motivant et en me soutenant. Sans eux je pense que je ne serais pas là où
j’en suis, merci à vous deux, papa et maman.




tel-00452660, version 1 - 2 Feb 2010
?? ????Table des matières
Abréviations utilisées ...................................................................................................1
Introduction-Problématique .........................................................................................3
I. LE STOCKAGE GEOLOGIQUE DU CO ............................................................5 2
I.1. Le CO : quelques propriétés .....................................................................5 2
I.2. : un gaz naturel de diverses origines .............................................5 2
I.2.1. Origine inorganique............................................................................... 6
I.2.2. Origine organique ................................................................................. 7
I.3. Le CO : un gaz à effet de serre.................................................................9 2
I.4. Le captage & stockage du CO (CCS), un projet à long terme.................11 2
I.4.1. Pourquoi ?........................................................................................... 11
I.4.2. Comment ? ......................................................................................... 11
I.4.3. Où ? .................................................................................................... 14
I.4.4. Quand ? .............................................................................................. 14
I.5. Le stockage souterrain en domaine sédimentaire............................