Les failles du piégeage de CO2

(La Recherche n° 400 Septembre 2006, page 12)

L’idée de capturer le dioxyde de carbone industriel et de le piéger dans des couches géologiques profondes s’impose peu à peu. Mais que sait-on de l’impact de ce gaz à effet de serre sur les roches environnantes ?

La lutte contre le réchauffement de la planète passe nécessairement par la réduction des émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Devant la difficile mise en place de programmes efficaces de contrôle, on envisage aujourd’hui de récupérer directement les rejets de dioxyde de carbone (C0₂) des industries les plus polluantes (centrales électriques, cimenteries, aciéries, etc.), et de les piéger, sous forme liquide dans des couches géologiques profondes. Cette option, encouragée par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), fait depuis une dizaine d’années l’objet de recherches intensives. Et les projets pilotes se multiplient en Europe ou aux Etats-Unis, dans des aquifères ou des gisements de gaz et de pétrole épuisés.

Toutefois, si les techniques de récupération et de stockage existent déjà, de grosses incertitudes persistent quant au comportement du C0₂ une fois enfoui. Pour des raisons évidentes de sécurité, il faut pourtant être certain que ce gaz acide et asphyxiant ne puisse s’échapper dans l’atmosphère pendant plusieurs centaines d’années au moins. L’expérience menée depuis deux ans sur le site de Frio, dans le golfe du Texas, grâce aux financements du département américain de l’énergie, lève une partie du voile : le CO₂ induit d’importants effets secondaires sur les minéraux des roches environnantes, ce qui pourrait, à terme, compromettre la sécurité de ces pièges géologiques [1].

En octobre 2004, quelque 1600 tonnes de C0₂ ont été injectées à 1 500 mètres de profondeur, dans un aquifère salin, une couche de grès contenant de l’eau salée. Yousif Kharaka, de l’US Geological Survey, à Menlo Park, en Californie, et ses collègues ont collecté des échantillons de gaz et de fluides salés avant l’injection, puis après, à intervalles réguliers. Chaque fois, ils ont noté le pH, les teneurs en ions, en fer et en manganèse et, enfin, la composition des gaz.

Le constat des géochimistes est sans appel : l’injection de C0₂ s’est traduite par une augmentation de la concentration en fer de l’aquifère et, surtout, par une brusque chute de son pH. Ce dernier est passé de 6,5 avant l’expérience à 3 après ! Conséquence directe de cette acidification: de nombreux minéraux -en particulier la calcite et les oxyhydroxydes de fer- se dissolvent, relâchant ainsi des ions métalliques tels que du fer et du manganèse. Or, comme le soulignent les géochimistes, cette dissolution peut créer des espaces dans la roche, favorisant ainsi les fuites de C0₂ vers l’atmosphère. Les composés métalliques présents dans l’eau salée sont, quant à eux, susceptibles de contaminer les eaux souterraines situées aux alentours. Lesquelles servent à la boisson et à l’irrigation.

Ce risque de fuite, s’il se confirme, pose un réel problème de sécurité. D’autant que la majorité des sites potentiels de stockage se trouvent à proximité des sources industrielles de C0₂, et donc des zones urbaines.

Fabienne Lemarchand

[1] Y.K. Kharaka et al, Geology, 34, 577, 2006.