Projet ANR-11-SEED-0001 – CIPRES : Caractérisation des Impacts Potentiels du stockage géologique du CO2 sur la qualité de la Ressource en Eau Souterraine
Programme : Systèmes Energétiques Efficaces et Décarbonés (SEED) 2011
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Madame LIONS Julie (Bureau de Recherches Géologiques et Minières)
Partenaires : Bureau de recherches géologiques et minières; Institut des Sciences de la Terre d'Orléans; HYDRO-INVEST; Institut national de l'environnement industriel et des risques; Institut de physique du globe; VEOLIA RECHERCHE ET INNOVATION
Montant : 799900.0 euros
Date de début : 2011
Durée : 36 mois
Résumé : Alors que la France s’engage sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre, notamment en transposant la Directive européenne relative au stockage géologique du CO2, ce projet s’intéresse à la caractérisation des impacts potentiels d’une fuite de CO2 sur la qualité des eaux souterraines. En effet le contexte réglementaire demande à ce que les futurs sites de stockage géologique soient choisis de manière à garantir la protection de l’environnement et impose leur surveillance. Dans ce contexte, le projet CIPRES  a donc un double objectif. 
Le premier objectif consiste à caractériser les mécanismes bio-géochimiques susceptibles d’altérer la qualité de la ressource en eau souterraine en cas d’intrusion accidentelle de CO2, tant au niveau des aquifères superficiels que des aquifères profonds (type Albien) encore mal connus. Un autre aspect important est la composition microbiologique des aquifères profonds et son rôle dans le contrôle de la qualité des eaux qui sont encore peu étudiés. De plus, les études antérieures ont mis en évidence le rôle majeur des processus de sorption : la présence d’argiles et de glauconie (minéraux favorisant ces processus) dans les sables verts de l’Albien peut jouer un rôle dans la remobilisation des éléments traces. 
Le second objectif vise à valider une méthodologie de surveillance des aquifères car elle sera confrontée à plusieurs questions. Il s’agit d’une part de valider les méthodes et les seuils des paramètres à surveiller en contexte naturel. En effet, les paramètres majeurs à surveiller en cas de fuite de CO2 sont par exemple le pH, l’alcalinité ou le CO2 dissous. En conditions profondes les capteurs pH ne sont pas stables, les capteurs CO2 non validés et la mesure de l’alcalinité requiert le prélèvement de l’échantillon en condition particulière pour éviter son dégazage avant analyse. 
Pour répondre à ces deux objectifs complémentaires, le projet proposé s’articule autour de 3 axes : 
(i) une phase en laboratoire pour la caractérisation des mécanismes biochimiques et géochimiques de sorption/désorption susceptibles d’impacter la qualité des eaux, 
(ii) une phase en site expérimental pour valider les méthodes de surveillance, par le suivi d’une fuite contrôlée de CO2 en nappe superficielle et par la caractérisation des mécanismes impactant la qualité de l’eau in situ, 
(iii) et une phase méthodologique concernant la surveillance des aquifères profonds dans la configuration d’un forage d’observation de l’Albien.
La caractérisation des mécanismes en laboratoire et in situ se fera, d’une part, par l’acquisition de données expérimentales et, d’autre part, par la calibration de modèles numériques prenant en compte la diffusion du CO2 dans le milieu naturel (zone saturée et non saturée) et le transport réactif. Cette étape de calibration et de validation des outils numériques a pour but de conforter les travaux de modélisation numérique qui auront été réalisés à des fins prédictives lors de la caractérisation préalable des sites, des études d’impact et du dimensionnement des réseaux de surveillance. 
Un des résultats attendu du projet sera l’intégration des résultats pour proposer des recommandations pour :
(i) la prise en compte des impacts sur les eaux souterraines dans la caractérisation des futurs sites de stockage géologique, 
(ii) l’identification des mécanismes à considérer dans les études destinées à qualifier et quantifier ces impacts,
(iii) la mise en place des réseaux de surveillance des eaux souterraines.