Le captage et le stockage géologique du dioxyde de carbone (CO2)

Le captage et le stockage géologique du dioxyde de carbone (CO₂). DGEMP-DIREM, mars 2006.

Une demande mondiale d'énergies fossiles toujours croissante jusqu'en 2030
Le captage du CO₂
Le stockage géologique du CO₂
Une forte mobilisation internationale et nationale en faveur du captage et du stockage du CO₂

Une demande mondiale d'énergies fossiles toujours croissante jusqu'en 2030

Selon les prévisions de l'AIE, la consommation mondiale d'énergie devrait progresser de 70 % entre 2000 et 2030. Dans ce contexte, les énergies fossiles telles que le pétrole, le gaz et le charbon devraient continuer à jouer un rôle incontournable et dominant, pour représenter jusqu'à 90% de la consommation totale. Cette croissance de la demande pose deux défis technologiques majeurs pour d'une part, renouveler et diversifier les ressources et d'autre part, concilier la consommation de cette quantité accrue d'énergies fossiles avec la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre liées aux activités humaines.

En effet, les risques de changements climatiques sur terre résultent - pour l'essentiel - de la combustion de produits fossiles extraits du sous-sol et contenant du carbone. Ces combustions provoquent l'émission dans l'atmosphère de grandes quantités d'un « gaz à effet de serre », le dioxyde de carbone, appelé aussi gaz carbonique. Selon l'AIE, les émissions globales de CO₂ issues de la combustion de produits fossiles devraient croître de 62 % entre 2002 et 2030.

La collectivité française à elle seule, émet plusieurs centaines de millions de tonnes de gaz carbonique chaque année. L'augmentation de la concentration de ce gaz dans l'air depuis le début du XXème siècle, pourrait être à l'origine de graves phénomènes météorologiques.

Copyright : IEA WEO 2004

Des solutions pour faire face à la menace de changement climatique

Face à la menace sérieuse de changement climatique, trois types de solutions complémentaires peuvent être mises en œuvre :

- La première consiste à limiter notre consommation d'énergies fossiles qui émettent du CO₂ grâce à des moteurs ou chaudières plus performants et aussi grâce à un meilleur comportement des utilisateurs;

- La seconde consiste à remplacer les énergies fossiles par d'autres énergies qui n'émettent pas ou très peu de CO₂ telles que l'énergie nucléaire, l'énergie hydraulique, les biocarburants, les éoliennes, l'énergie solaire;

- La troisième consiste à éviter tout rejet de CO₂ dans l'atmosphère en captant ce gaz dès sa source de production et en le stockant dans le sous-sol où il ne pourra plus contribuer au réchauffement climatique planétaire. Cette technologie pourrait être mise en œuvre partout où les émissions de CO₂ sont concentrées, c'est-à-dire principalement dans les secteurs de la production d'électricité et de la grande industrie comme les cimenteries ou les centres sidérurgiques.

Cette dernière solution qui intègre également le transport du gaz pour l'acheminer depuis le lieu de captage vers le lieu de stockage est très prometteuse sur le plan environnemental et industriel :

- Son intérêt environnemental provient de la très grande capacité de la planète à stocker le gaz carbonique. On estime la capacité de stockage souterrain entre 1 000 et 10 000 milliards de tonnes de CO₂ à comparer aux 30 milliards de tonnes émises annuellement au plan mondial;

- Son intérêt industriel est soutenu par la conviction qu'une mobilisation mondiale contre le changement climatique est nécessaire et que malgré toutes les autres actions entreprises telles la maîtrise de l'énergie, le développement des énergies renouvelables et de l'énergie nucléaire, ces technologies seront indispensables pour permettre d'éviter un trop fort développement des émissions de CO₂ .

Aujourd'hui toutefois, cette technologie se heurte d'une part, à des coûts relativement élevés dont le montant global comprenant le captage, la compression, le transport et le stockage, est évalué entre 40 et 70 $/t de CO₂ et d'autre part, à l'incertitude concernant le comportement du CO₂ dans les structures géologiques pendant des milliers d'années. Par conséquent, pour être mise en œuvre à grande échelle (stockage de dizaines de millions de tonnes), cette filière nécessite d'importants progrès scientifiques et technologiques permettant de la rendre attractive économiquement et de garantir la fiabilité à long terme des stockages. Pour faire face à ce double défi, un effort soutenu de recherche scientifique et technologique doit être poursuivi en ce qui concerne chaque nouvelle étape de cette solution :

Le captage du CO₂

Le captage du CO₂ représente aujourd'hui 70% du coût global de la solution et constitue un enjeu technologique et économique considérable. On distingue usuellement trois catégories de procédés :

Le traitement des fumées « post combustion » , en aval des installations de production. Il s'agit soit d'améliorer les technologies existantes de lavages par solvant employées pour le traitement du gaz naturel en particulier, soit de mettre au point d'autres types de technologies : refroidissement et condensation, membranes de séparation, adsorption. Ces technologies ont l'avantage d'être adaptées aux installations existantes sans modification du procédé de fabrication mais elles doivent fonctionner avec de grands volumes de fumées à basse pression et faible concentration de CO₂ ce qui constitue des conditions peu favorables. De plus, elles nécessitent l'installation d'équipements encombrants, coûteux et fortement consommateurs d'énergie. C'est pourquoi d'autres options sont envisagées pour les nouvelles installations;

Les techniques d'oxycombustion : ces techniques ne traitent pas directement le problème mais le simplifient. L'idée consiste à utiliser de l'oxygène et non plus de l'air en tant que comburant principal de l'installation. Ceci permet d'élever considérablement la concentration de CO₂ dans les fumées et d'améliorer ainsi sensiblement l'efficacité des techniques appartenant à la première catégorie. La mise en œuvre de cette technologie nécessite toutefois une réduction des coûts de production de l'oxygène (qui est aujourd'hui séparé de l'air par cryogénie) ainsi qu'une adaptation des chaudières pour prendre en compte les températures plus élevées qui résultent de la combustion à l'oxygène ainsi que des volumes de gaz réduits du fait de l'absence d'azote dans le comburant;

Les techniques de « pré-combustion » qui prévoient le captage du carbone en amont des installations avant toute combustion. On parle aussi de décarbonisation. Il s'agit de transformer le combustible fossile en hydrogène, en isolant au passage le CO₂. Pour cela, le combustible est transformé en gaz de synthèse, constitué par un mélange de CO et d'hydrogène par vaporéformage en présence d'eau ou par oxydation partielle en présence d'oxygène. Puis le CO présent dans le mélange réagit avec l'eau pour former du CO₂ et de l'hydrogène. Le CO₂ est alors séparé de l'hydrogène dans de bonnes conditions et l'hydrogène peut être utilisé pour produire de l'énergie sans émission de CO₂. Il s'agit toutefois d'une technologie complexe dont le rendement global est encore médiocre. Des progrès technologiques sont nécessaires pour améliorer les rendements à chaque étape du traitement en amont de la combustion et pour mettre au point des turbines spécifiques adaptées à la combustion hydrogène.

Le stockage du CO₂

Après la phase de captage, il faut pouvoir stocker le CO₂ pendant des durées suffisamment longues pour couvrir au minimum la période pendant laquelle le problème des émissions de gaz à effet de serre risque de demeurer critique. On peut estimer qu'il suffira de dépasser l'ère d'utilisation massive des énergies fossiles, soit deux à trois siècles. Il n'est pas absolument nécessaire de garantir que le dioxyde de carbone sera emprisonné dans le sous le sol « pour toujours » mais il s'agit de constituer des stockages tampons permettant de différer son émission dans l'atmosphère. La question de la durée du stockage constitue une dimension importante de la problématique de la réduction de la concentration de CO₂ dans l'atmosphère. Par précaution, certains envisagent des solutions permettant de stocker le gaz sur des périodes pouvant atteindre des milliers d'années.

Le stockage géologique pose certes des problèmes complexes, en particulier pour garantir la fiabilité des stockages sur le très long terme et pour apprécier son impact environnemental. Néanmoins, ce mode d'action est prometteur : sa crédibilité s'appuie sur l'existence depuis plusieurs millions d' années de gisements naturels de CO₂ (on en trouve par exemple dans le sud de la France). Elle est renforcée par la réalisation d'expériences de démonstration à grande échelle sur plusieurs sites à travers le monde.

Dans les gisements d'hydrocarbures (gaz ou pétrole). Ceux-ci présentent a priori de nombreux avantages : le milieu géologique est relativement bien connu, son étanchéité a d'une certaine manière déjà été éprouvée et, dans le cas des gisements de pétrole, il est possible de rentabiliser partiellement l'opération d'injection grâce à l'augmentation induite de la production de pétrole. Malheureusement, comme chacun sait, on ne trouve pas de gisements d'hydrocarbures exploités partout à la surface de la planète. Par ailleurs, les volumes de stockage disponibles ne sont pas toujours à la hauteur des besoins de stockage sur le long terme. Les capacités mondiales de stockage seraient de l'ordre de 930 milliards de tonne de CO₂ (d'après AIE GHG, 2004).

Weyburn (d'après IFP, BRGM, ADEME)

Depuis septembre 2000, une opération de récupération assistée de pétrole par injection de CO₂ est menée par EnCana sur le champ pétrolier de Weyburn au Canada (Saskatchewan). En janvier 2001, un programme de recherche international a démarré sous l'égide de l'Agence Internationale de l'Energie (AIE), baptisé AIE Weyburn CO₂ Monitoring and Storage Project. Son but : tirer parti de cette opération industrielle pour étudier le stockage géologique du CO₂ dans un réservoir pétrolier et examiner comment concilier récupération de pétrole et stockage à long terme. Le gaz carbonique provient d'une unité de gazéification de charbon située dans le Dakota du Nord aux Etats-Unis. Il est acheminé jusqu'à Weyburn par un pipeline transfrontalier de 30 kilomètres conçu spécialement pour ce transport. Il est prévu d'injecter 1,8 million de tonnes de CO₂ par an pendant 15 ans, ce qui permettra de stocker définitivement 20 millions de tonnes de CO₂ tout en produisant 130 millions de barils. L'Union européenne participe au financement du projet de recherche Weyburn. Les pays européens impliqués incluent le Danemark, la France(BRGM), l'Italie et le Royaume-Uni, en collaboration avec les équipes de recherche canadiennes et américaines. L'enjeu est considérable : l'expérience acquise dans ce domaine sera déterminante pour l'avenir du stockage géologique dans les réservoirs d'hydrocarbures.

Pour en savoir plus sur l'expérience de Weyburn , consulter le site internet de l'AIE , celui du ministère des ressources naturelles canadien et du Canada's petroleum Technology Tesearch Centre

Dans les aquifères salins profonds. Ces nappes souterraines d'eau salée sont situées à grandes profondeurs. Elles ne constituent ni une ressource en eau potable, ni en eau d'irrigation. Elles offrent de plus grandes capacités de stockage que les gisements d'hydrocarbures et sont relativement mieux réparties à la surface du globe. Les capacités mondiales de stockage de CO₂ dans ces aquifères profonds seraient de 400 à 10 000 milliards de tonnes (d'après AIE GHG, 2004). La largeur de la fourchette s'explique par une mauvaise connaissance de l'évolution à long terme des plus grands stockages car ces aquifères n'ont quasiment pas été étudiés. Un effort de recherche important doit par conséquent être engagé pour caractériser ces sites et préciser leur comportement à long terme avant de les qualifier pour le stockage géologique.

Sleipner (d'après IFP, BRGM, ADEME)

La première expérience à grande échelle de stockage dans un aquifère salin a été engagée en mer du Nord où, depuis 1996, le pétrolier norvégien Statoil injecte du CO₂ par an dans un aquifère salin situé sous le fond de la Mer du Nord. Le gaz naturel exploité est essentiellement constitué de méthane mais contient aussi de 4 à 10 % de CO₂ . Pour respecter les critères de vente, le gaz naturel doit être traité pour diminuer sa teneur en gaz carbonique à 2,5 %. Cette opération est réalisée en offshore. Le gaz naturel produit est acheminé sur une autre plate-forme pour en extraire le CO₂ (procédé d'absorption par des amines). Ce dernier est alors directement injecté dans le plus grand aquifère salin local, à près de 1000 mètres sous le plancher océanique, dans la formation des sables d'Utsira. Chaque année un million de tonnes de CO₂ est enfoui dans le sous-sol marin, au lieu d'être rejeté dans l'atmosphère comme cela se pratique habituellement. Les frais d'injection sont compensés par l'existence en Norvège d'une taxe sur les émissions de CO₂ offshore.

Pour en savoir plus sur l'expérience de Sleipner, consulter le site internet de Statoil

Dans les veines de charbon non exploitables. Celles-ci présentent des caractéristiques intéressantes en raison de leur capacité à adsorber, c'est à dire retenir préférentiellement le CO₂ à la place du méthane naturellement présent dans le charbon. De plus, ce mécanisme de piégeage du CO₂ permet de récupérer et de valoriser du méthane en surface et de rendre ce procédé plus attrayant économiquement. La capacité mondiale de stockage de CO₂ dans les mines de charbon non exploitables serait de l'ordre de 40 milliards de tonnes (d'après AIE GHG, 2004) mais elle n'est pas encore garantie. En effet, la faisabilité de cette solution doit être confirmée pour savoir si la faible perméabilité de ce type de formation, bien plus faible que pour les gisements d'hydrocarbures ou les aquifères adaptées au stockage de CO₂ est compatible avec la nécessité d'injecter d'importants volumes de CO₂ sans avoir à multiplier les puits d'injection.

Le projet européen Recopol

Essai pilote de séquestration de CO₂ dans une veine de charbon en Pologne. Le projet inclut également des essais de laboratoire, l'élaboration de modèles géologiques, la mise en œuvre de simulations et des études d'impact technique et socio-économique.

Partenaires : TNO-NITG (coordination Pays-Bas), Central Mining Institute, Csiro, DBI-GUT, Gaz de France, Gazonor, AIE-GHG, IFP, Jcoal, Shell-RTS, Universités technologiques d'Aachen et de Delft.

Pour en savoir plus , consulter le site internet dédié au projet Recopol

Une forte mobilisation internationale et nationale en faveur du captage et du stockage du CO₂

Le captage et le stockage géologique du CO₂ constituent une filière largement étudiée depuis quelques années au niveau international, notamment aux États-Unis, au Japon, en Europe et particulièrement en France.

Le protocole de Kyoto

L'engagement de la communauté internationale en faveur d'une réduction des émissions de CO₂ s'est concrétisé par l'entrée en vigueur du Protocole de Kyoto et par la mise en œuvre d'actions uni ou multilatérales. Les mécanismes de développement propre (MDP), prévus dans le cadre de ce protocole, permettent à un pays développé d'investir dans des projets visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre dans un pays en voie de développement. L'investisseur bénéficie en échange d'un crédit d'émissions de CO₂. Les projets admissibles sont habituellement de nature énergétique, comme la construction de petites centrales hydroélectriques ou le remplacement des centrales électriques alimentées au charbon par des turbines au gaz naturel à haut rendement. Le captage et le stockage du CO₂ fait également parti des secteurs pour lesquels les critères d'éligibilité sont en cours de définition.

Le GIEC

Un rapport spécial du GIEC (Groupe International d'Experts sur le Climat) diffusé en septembre 2005 a examiné le rôle que peut jouer le captage et le stockage du CO₂ dans la lutte contre le réchauffement climatique. Ce rapport a montré que ces technologies pourraient abaisser de 30 % ou plus le coût de la lutte contre les changements climatiques. De plus, le stockage du CO₂ dans des formations géologiques pourraient représenter 15 à 55 % de la totalité des réductions d'émissions requises (entre 220 et 2 200 milliards de tonnes de CO₂ ) d'ici à 2100 pour pouvoir stabiliser les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.

Pour en savoir plus, consulter le site internet du GIEC et le rapport de 2005

Le G8

Le G8 a pris acte des données du GIEC et reconnaît l'importance de cette technique comme stratégie de limitation des émissions de gaz à effet de serre. Il déclare vouloir rechercher des solutions pour diffuser cette technologie dans les grands pays émergents.

L'Agence internationale de l'énergie

L'Agence internationale de l'énergie (AIE) a mis en place depuis 1991 un programme de R&D sur les gaz à effet de serre qui constitue une source d'information objective sur les technologies susceptibles de contribuer à la réduction de l'émission de gaz à effet de serre. Ce programme réalise une évaluation technico-économique des solutions pouvant contribuer à atténuer les risques de changement climatique liés à l'activité humaine. Ainsi, les travaux du groupe de travail Greenhouse Gas (GHG) évaluent entre 1200 et 11000 milliards de tonnes de CO₂ , les capacités mondiales de stockage alors que les rejets actuels de CO₂ sont de l'ordre de 25 milliards de tonnes par an. Ce programme apporte également un soutien financier à plusieurs projets de démonstration à travers le monde. La France participe à ce programme depuis 2001.

Pour en savoir plus , consulter le site internet de l'AIE

Les États-Unis

Un coup d'accélérateur aux recherches dans le domaine du captage et du stockage du CO₂ été donné par les États-Unis qui ont augmenté les budgets de recherche sur le sujet et ont notamment lancé plusieurs initiatives phares :

Le projet de centrale à charbon zéro émission « FutureGen »

Ce projet d'un montant d'un milliard de dollars financé par le gouvernement américain et les industriels vise la conception d'une centrale à charbon de 275 MW destinée à produire de l'électricité et de l'hydrogène pratiquement sans émission de CO₂. Le projet de centrale est basé sur la technique de gazéification du charbon associant des technologies dites de pré-combustion pour produire de l'hydrogène à des techniques de captage et de stockage du CO₂ dans des couches géologiques.

Pour en savoir plus , consulter le site internet du department of energy (DOE)

Le Carbon Sequestration Leadership forum

Ce forum multilatéral à vocation politique vise à organiser la recherche au niveau mondial sur les thématiques du captage et du stockage du CO₂ et à mettre en avant les solutions technologiques pour résoudre le problème du changement climatique. La France s'est associée à cette initiative dès 2004

Pour en savoir plus , consulter le site internet du forum

L'Union européenne

À travers son programme cadre de recherche développement (PCRD), l'Union européenne est également très active sur le sujet du captage et du stockage du CO₂ depuis plusieurs années. Elle a soutenu plusieurs projets de recherche dans le cadre du 5 ème PCRD (Recopol, ICBM, SACS, NGCAS) qui couvrent tous les domaines technologiques du captage et du stockage. Elle a également mis en place un réseau de recherche européen nommé CO2net et le projet européen Inca-CO₂ .

Le réseau CO₂ net

Créé en 2002, ce réseau thématique européen soutenu par la Commission européenne comporte aujourd'hui 65 membres répartis sur 19 pays. Regroupant chercheurs, développeurs et utilisateurs de la technologie de captage et de stockage de CO₂ , il a pour but de faciliter les échanges et la coopération entre les différents acteurs. Les organismes français membres sont : Air liquide, BRGM, CEA, Compagnie Générale de Géophysique, Gaz de France, IFP, Total.

Pour en savoir plus , consulter le site internet du réseau CO2net

Le projet européen Inca-CO₂

Le projet Inca-CO₂ a pour objectif de positionner, sur le plan international, le savoir-faire européen dans le domaine du captage et du stockage du CO₂ . Ce projet réunit, depuis 2005, autour de l'IFP, 6 centres de recherche européens, BGS (Grande-Bretagne), BRGM (France), GEUS (Danemark), OGS (Italie), Sintef (Norvège) et TNO (Hollande) ainsi que 4 partenaires industriels majeurs, Alstom, BP, Statoil et Vattenfall (premier groupe suédois d'électricité très fortement implanté en Allemagne). Ce groupe constitue une structure de coopération, de concertation et d'échanges sur laquelle va s'appuyer la Commission Européenne dans ses négociations internationales. Plusieurs axes seront parallèlement développés : identifier les possibilités de coopération futures entre l'Europe et ses partenaires internationaux (Australie, Canada, États-Unis et Japon), fournir toutes les informations utiles aux représentants européens siégeant dans les organisations internationales comme le CSLF (Carbon Sequestration Leadership Forum) et dégager une vue cohérente sur l'activité internationale relative au domaine du captage et du stockage du CO₂ , afin de promouvoir les politiques européennes à venir. Le projet Inca-CO₂ a obtenu le financement de l'Union européenne.

Actuellement, l'Union européenne poursuit cet effort au sein du 6 ème PCRD à travers plusieurs projets (Castor, ENCAP, CO2sink) qui visent à étudier le captage et le stockage géologique du CO₂ ou à développer de nouveaux systèmes de production d'électricité avec stockage du CO₂ à partir de différents combustibles : charbon, gaz naturel ou pétrole. Les équipes françaises des centres de recherche ou de l'industrie participent à plusieurs projets européens et ont une implication forte dans les projets du 6 éme PCRD (CASTOR, ENCAP, le réseau CO2GeoNet, etc.).

Le projet intégré Castor

Piloté par la France grâce à l'Institut français du pétrole (IFP) associe 30 partenaires européens représentant 11 pays. Il vise à mettre au point les technologies permettant de capter et de stocker géologiquement 10% des émissions de CO₂ en Europe (30% des émissions des installations de production d'énergie et des installations industrielles). Plusieurs expérimentations à grande échelle seront réalisées au sein de ce projet. Des résultats importants ont été obtenus dans ce cadre en 2005. Le 15 mars 2006, un pilote de captage post-combustion installé sur la centrale thermique de la compagnie Elsam dont la puissance est de 420 MW ,a été inauguré, à Esbjerg (ouest du Danemark).

Partenaires : IFP (coordinateur), Alstom Power, BASF, BGR, BGS, BRGM, Elsam, ENI, Gaz de France, GEUS, GVS, Imperial College, Mitsui Babcock, NTNU, OGS, Powergen, PPC, Repsol, Rohoel, RWE, Siemens, Sintef, Statoil, TNO, Université de Stuttgart, Université de Twente, Vattenfall.

Pour en savoir plus , consulter le site internet du projet Castor

Le projet Encap

Le projet Encap vise le développement de procédés de capture "pré-combustion" et "oxycombustion" du CO₂ pour les systèmes de production d'électricité, à partir de différents combustibles : charbon, gaz naturel ou combustibles pétroliers. Il est coordonné par Vattenfall avec la participation de l'IFP, ALSTOM Power, Air Liquide

Pour en savoir plus , consulter le site internet du projet Encap

Le réseau CO2GeoNet

Réseau d'excellence européen sur le stockage géologique de CO₂ visant à renforcer l'intégration et la coordination des équipes de recherche.

Partenaires :BGS (coordinateur),BGR,BRGM,GEUS,IFP,Imperial College, NIVA, OGS, RF, SPRSintef, TNO,Université d'HeriotWatt et Université de Rome.

Pour en savoir plus, consulter le site internet du réseau CO2GeoNet

Le projet CO2STORE (anciennement SACS)

Etude du comportement à long terme à Sleipner et de la faisabilité du stockage en aquifère sur 4 autres sites en Europe.

Partenaires : BGR, BGS, BP, BRGM, Énergie2, Exxon-Mobil, GEUS, Hydro, IFP, AIE, Industrikraft, GHG, NGU, Schlumberger, Sintef, Statoil, NO, Total, Valleys Energy, Vattenfall.

Pour en savoir plus, consulter le site internet du projet Co2store

Projet ICBM

Développement d'outils de caractérisation et de modélisation pour améliorer la récupération de méthane par injection de CO₂ dans les charbons.

Partenaires : BP, Deutsche Steinkohle Aktiengesellshaft, IFP, Imperial College, Université de Delft, Wardell Armstrong.

NGCAS ( Next generation tools for CO₂ Capture and Storage)

Le projet Next Generation Capture And Storage fait partie du CCP ;commandé par l'Union européenne, il vise à développer une méthodologie et des outils pour maximiser le stockage de CO₂ ;études de faisabilité sur gisements en fin de production en mer du Nord.

Partenaires : BP (coordinateur), AEA Technology, BGS, GEUS, IFP, Statoil.

La plateforme technologique européenne « Zero Emission Fossil Fuel Power Plants », est destinée à fédérer les actions de recherche, conduites au niveau européen, sur les centrales à combustibles fossiles - au charbon particulièrement - n'émettant pas de gaz à effet de serre. La France est associée à cette plateforme technologique. Ainsi, l'IFP co-préside cette plateforme technologique qui jouera un rôle clé dans l'orientation du programme de recherche « Energy » de l'union européenne dans le cadre du 7 ème PCRD.

Pour en savoir plus , consulter le site internet de l'Union européenne.

Les initiatives françaises

La France, qui s'est fortement engagée au niveau international en faveur de la lutte contre le changement climatique, est étroitement associée à ces initiatives internationales et s'intéresse de près au captage et au stockage du CO₂.

En plus des actions menées dans un cadre international (AIE, Carbon Sequestration Leadership Forum, plateforme technologique européenne « Zero Emission Fossil Fuel Power Plants). Plusieurs actions complémentaires sont également menées au niveau national :

Le soutien à la recherche et au développement

La stratégie nationale de recherche sur l'énergie publiée début 2007, a confirmé le caractère prioritaire du thème du captage et du stockage du gaz carbonique, reconnu comme incontournable au plan international.
Le captage et le stockage du CO₂ a fait l'objet d'appels à projet lancés par l'Agence nationale de la recherche (ANR) en 2005, 2006 et 2007. Ce thème a bénéficié d'une enveloppe de plus de seize millions d'euros sur les années 2005 et 2006. Ces projets regroupent les acteurs français du secteur privé et les grands centres de recherche. L'Agence de l'innnovation industrielle (AII) paraît un moyen privilégié pour lancer la réalisation d'un pilote de démonstration en France. Ce pilote devra servir de laboratoire en vraie grandeur permettant de valider les innovations issues de la recherche.

Un certain nombre de verrous scientifiques et technologiques relatifs au captage et stockage du CO₂ subsistent aujourd'hui. Ainsi, dans le domaine du captage, de nombreux travaux sur les matériaux (absorbants, adsorbants, membranes, conditions de pression et de température plus élevées) et sur les procédés sont encore à mener. Dans le domaine du stockage géologique , la modélisation du devenir du CO₂ dans le sous-sol à long terme et la surveillance des sites de stockage (y compris des puits) nécessitent encore des travaux importants. Dans les deux domaines de vraies percées technologiques peuvent encore être obtenues.

Le cadre réglementaire

Enfin, en complément des travaux de recherche, un travail juridique a été entrepris afin de vérifier que la législation actuelle sur le sous-sol et sur la protection de l’environnement autorise le recours à cette nouvelle technique. En 2006, le Conseil général des Mines a remis à M. François Loos, ministre délégué à l’Industrie, un rapport qui recense les différentes dispositions juridiques applicables, envisage des modifications de ces dispositions et propose des solutions pour les premières opérations de démonstration. Consulter la note de présentation du cadre juridique et le rapport du Conseil général des Mines.

Le Réseau des Technologies Pétrolières et Gazières (RTPG)

Ce réseau, qui associe des entreprises du secteur pétrolier et parapétrolier français , des centres de recherche et des universités (CNRS, IFP, BRGM) a pour objectif de promouvoir la recherche dans leurs secteurs par le biais de l'octroi d'avances remboursables destinées à financer des projets de recherche. Jusqu'en 2005, il est intervenu sur le thème du captage et du stockage du CO₂ et se concentre sur l'optimisation du stockage dans différentes formations géologiques et sur ses effets à long terme.

Le projet Picoref

Soutenu par le RTPG, Picoref est un projet de deux ans destiné à mettre en application les résultats obtenus dans le projet Picor, et à préparer des projets industriels d'injection de CO₂ dans le sous-sol français. Depuis 2005, le financement de Picoref se fait par le biais de l'ANR.

PICOREF fait suite à quatre années d'études sur le stockage géologique du CO₂ , soutenues par le RTPG, par l'industrie et par des organismes de recherche français. Ces études ont été destinées notamment à faire le point des connaissances et à recenser les outils, dans un domaine d'activité nouveau pour les industries d'extraction pétrolière et de stockage souterrain. L'année 2005 est une année de transition entre cette recherche de base et son application à des projets industriels. Il s'agit désormais d'identifier des sites de piégeage du CO₂ dans le sous-sol français (notamment dans le Bassin de Paris) et de mettre au point une approche méthodologique dédiée à l'étude d'un site. Celle-ci comprend des aspects techniques et, examinés ici dans le contexte français, des aspects économiques, environnementaux, réglementaires et d'acceptabilité par la société.

Le club CO₂

Le Club CO₂ , sous la présidence de l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (ADEME) et grâce à l'appui de l'Institut français du pétrole (IFP) et du Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), regroupe les acteurs majeurs concernés du monde industriel (Total , Air Liquide , ARCELOR , Lafarge , Alstom Technologie , Electricité de France , Gaz de France ...), et de la recherche publique ou privée (ADEME, BRGM , CNRS , IFP) et soutient plusieurs projets de recherche principalement dans le domaine du captage.

Pour en savoir plus, consulter le site internet du club CO₂.

L'action des centres de recherche IFP et BRGM

L'IFP mène des travaux sur l'ensemble de la chaîne captage, transport et stockage géologique du CO₂.
Le plus souvent, ces travaux sont conduits au sein de collaborations nationales et européennes .

Le BRGM fait figure de pionnier en France sur le stockage géologique de CO₂. Depuis une dizaine d'années, il participe à de nombreux projets de recherche européens, internationaux et français.

L'action des industriels français

La société Total a annoncé un projet de captage et d'injection géologique de gaz carbonique sur le site de Lacq (région Aquitaine). Elle va consacrer 50 millions d'euros pour y construire une unité pilote de captage et de stockage de CO₂ et développer d'autres technologies permettant de limiter les émissions de gaz à effet de serre liées à l'utilisation des énergies fossiles.

Elle est également impliqué dans les programmes internationaux comme celui de Sleipner et de Snovhit en Norvège ainsi que de Weyburn au Canada.

De même, Gaz de France a un projet de stockage de CO₂ à des fins de récupération améliorée de gaz sur le champ K12B en mer du Nord.

D'autres industriels français sont également associés tels Alstom, Air liquide , Suez etc.

Les actions françaises engagées au niveau national sont déjà très significatives. Elles devraient toutefois se renforcer. Plusieurs raisons motivent cet engagement de la France qui estime être en mesure de contribuer à faire face à ce problème mondial :

L'enjeu environnemental : la mise au point des technologies de captage et de stockage du CO₂ pourrait être déterminante pour favoriser l'adhésion de certains pays gros émetteurs de gaz à effet de serre à un protocole de réduction de l'émission de ces gaz.

L'enjeu de compétitivité : bien qu'elle soit relativement vertueuse du point de vue de ses émissions de CO₂ , la France pourrait, elle aussi, avoir besoin, pour atteindre ses objectifs de réduction des émissions à long terme, de recourir au stockage souterrain du gaz carbonique (l'objectif d'une division par 4 de nos émissions en 2050 a été évoqué). L'enjeu économique : les investissements additionnels liés à la mise en œuvre de technologies de captage et de stockage pourraient s'élever à plusieurs centaines de milliards d'euros au niveau mondial (dont une grande partie dans des pays comme l'Inde ou la Chine). Compte tenu des ses atouts industriels, la France peut prétendre jouer un rôle majeur dans la fourniture des équipements et services associés à ces technologies.

L'enjeu pour la recherche : la France dispose d'équipes de recherche publiques (IFP, BRGM, universités) ou privées lui permettant de jouer un rôle de premier plan dans la mise au point de l'ensemble des équipements et services associés au captage, au transport et au stockage du gaz carbonique.

La France a pour ambition de catalyser les efforts de l'ensemble des acteurs concernés pour constituer une vitrine de son savoir-faire en vue de faciliter l'exportation de biens et de services dans ce domaine prometteur.