Monitoring de surface de sites de stockage de CO 2 SENTINELLE. (Pilote CO2 de TOTAL Lacq-Rousse, France) Réf. : ANR-07-PCO2-007

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1 Monitoring de surface de sites de stockage de CO 2 (Pilote CO2 de TOTAL Lacq-Rousse, France) SENTINELLE Réf. : ANR-07-PCO2-007 Ph. de DONATO (INPL-CNRS) (Coordonnateur) PARTENAIRES Durée : 3 ans + 7 mois prolong. Déc à Juin 2012 Montant total : Aide Allouée :

2 Objectifs et finalités Le projet GEOCARBONE Monitoring ( ) a mis en avant l importance d un suivi des gaz dans le temps et l espace en relation avec le traçage des sources multiples du CO 2. Le projet SENTINELLE a trois finalités essentielles : i) établir un état initial en terme de flux/teneurs de gaz d un site avant injection en y intégrant les variabilités propres au système naturel et celles d origine anthropique au niveau de: GEOSPHERE BIOSPHERE - ATMOSPHERE ii) iii) suivre ces évolutions durant les phases d'injection, proposer une méthodologie de surveillance géochimique en continu de surface et subsurface d un site en activité.

3 Axes d innovations/verrous METROLOGIE : Poursuivre le développement de capteurs géochimiques, propres à chaque compartiment, de surveillance en continu d'un site. Un axe de progrès majeur concernera les outils de type télédétection terrestre (laser LIDAR DIAL et imagerie infrarouge 3D). Les gaz pris en compte seront : le CO 2, les gaz organiques et soufrés, l hélium, le radon, l azote et l oxygène MONITORING : Combiner ces outils pour décrire l ensemble des différents compartiments en terme d origine des sources et de bilan des flux et teneurs de CO 2, avec un monitoring axé sur : Pilote CO2 de TOTAL : Le site de Rousse (Lacq, TOTAL) avant (état initial) et durant les premières phases d injection MODELISATION: Mettre en place un modèle permettant de décrire et de prévoir la dynamique de transfert du CO 2 intra et inter-compartiments au sein du système Géosphère (-80 à 0m) - Biosphère (0 à 5m) - Atmosphère (5 à 5000m)

4 Synoptique métrologique globale de SENTINELLE Proche Atmosphère (5 à 5000m) ATMOSPHERE 2 3 Couvert Végétal (0 à 5m) Sol (0 à - 3m) Roche couverture (Partie superficielle -150 à -5m) BIOSPHERE 1 Roche couverture (Partie profonde) GEOSPHERE réservoir Réservoir (Rousse: -4500m) Développements métrologiques spécifiques à chaque compartiment Campagnes de terrains Base de données «gaz» Compilation-Inter Comparaison Modélisation de la dynamique de transfert

5 Coupe du puits SENTINELLE et niveau piézométrique Métrologie GEOSPHERE superficielle «Puits SENTINELLE (0,-80m)» (2) Mesures continues et par campagnes Dispositif de monitoring Sonde Idronaut ~ 46,80 m niveau d eau Sonde piézo permanente

6 Métrologie GEOSPHERE superficielle «Mini Puits (0,-3m)» (3) Mesures déportées continues Infrarouge et Raman Mini puits : Mesures déportées in-situ et continues (-3,4 m) 7 paramètres en continu 1) Conc. CO 2 forage 2) Conc. CO 2 atm. 3) Temp. forage 4) Temp. atm. 5) P forage 6) P atm. 7) Débit de gaz Membrane semi perméable: étanche à l eau perméable aux gaz (Coll. )

7 Métrologie GEOSPHERE superficielle Analyse des gaz du sol de 1m à +1m Mesures par campagne multicapteurs Les flux de CO 2 varient de 0 à 10 cm 3 min -1 m -2 (hiver) et entre 2 et 21 cm 3 min -1 m -2 (été). Grille : 35 points sur 42 km 2 CO 2 CH 4 H 2 O O 2 N 2 H 2 H 2 S Rn Chambre à flux Injection Capteurs spécifiques Sonde barasol MicroGC GCMS...

8 Métrologie BIOSPHERE (0, 5m) Mesures continues NO Temp. Sonde SE Humidité Pression atm 10 m Sonde Sonde Sept 2009 à Juin 2010 Vit du Anémomètre vent 3D sonique CO 2 Capteur (flux, conc) spécifique Type Licor

9 Métrologie ATMOSPHERE Site de Rousse 1 - pilote CO2 (0, Total, 5000m) Lacq-Rousse Télédétection d émission infrarouge type OPAG Mesures continues par campagnes Vol total analysé: 2900m 3 Scanner IR en 3 dimensions Mesures simultanées des concentrations des constituants gazeux atmosphériques Résolution temporelle (<1min) et résolution spatiale très élevée (10m) Site de Rousse 1 pilote CO2 Total, Lacq-Rousse Reconstruction spatio-temporelle des panaches gazeux ( GOCAD)

10 Métrologie ATMOSPHERE (0, 5000m) Télédétection laser type Lidar COWI (CO 2 and Wind Lidar) Mesures continues par campagnes Émission laser pulsée à 2µm mesures résolues en distance sur ligne de visée Milieu sondé diffusant (particules et molécules) support et signature de la mesure Station in-situ CO2-Megaparis Instruments in-situ co2, h2o, T, u,v, w Signal optique: Somme des ondelettes diffusées par chacun des diffuseurs (particules et molécules de CO 2 ) Mesures en 3 dimensions Scanner Mesures simultanées de la vitesse de vent et du rapport de mélange du CO2 atmosphérique COWI Rénovation scanner Rénovation container + installation mât + montures scanner Résolution temporelle (1min) et résolution spatiale élevée (100m) Haute précision (4 ppm) Container

11 Trois Groupes de Travail GAZ DES SOLS (Resp.: BRGM & IFP) BIOSPHERE - ATMOSPHERE (Resp.:INRA &LMD) Mini Puits PUITS SENTINELLE (Resp.: INERIS) Puits SENTINELLE Troposph re libre 1. Couche Limite Atmosph ˇ rique (CLA) (max 2 km) CO 2 de fond CO 2 anthropique 2. Couche de surface (100 m) surface LMD-INRA-INPL CO 2 enfouis BRGM-INERIS-IFP-INPL INERIS-KAISER-BRGM-INPL-IFP

12 SENTINELLE Réf. : ANR-07-PCO2-007 Monitoring de surface de sites de stockage de CO 2 PARTENAIRES