Synthèse des travaux de recherche de l’Ineris sur les phénomènes dangereux liés aux technologies de captage, transport et stockage du CO2

Ce rapport dresse un bilan des travaux qui ont été réalisés depuis une quinzaine d’années à l’Ineris, sur le sujet de la sécurité liée à la filière CCS (Capture et Stockage du Carbone ou Carbon capture and Storage) et plus particulièrement celui des installations de surface associées à ces activités. La première partie du document est consacrée à la description des différents bancs d’essais mis en place par l’Ineris, afin de mener des évaluations de risques et à la présentation des résultats les plus significatifs. De multiples configurations de fuites ont été réalisées : rejets massifs depuis un réservoir, vidange de canalisation, comportement du dioxyde de carbone (CO₂) en phase gazeuse, dense ou supercritique, pur et mélangé à quelques pourcents d’impuretés, avec différentes orientations du rejet.
Plusieurs techniques expérimentales ont été développées ou améliorées, pour l’évaluation du terme source d’une part, c’est-à-dire le débit et le taux de CO₂ solidifié, et l’instrumentation du nuage d’autre part, en s’appuyant sur des mesures de température pour obtenir les niveaux de concentration.
Les outils de modélisations utilisés habituellement ont été testés sur ces différentes configurations, pour le calcul du terme source et pour la dispersion du nuage.
La seconde partie est dédiée à l’élaboration d’une méthodologie de calcul et à une présentation des problématiques de modélisation liées aux canalisations de transport. Il a été établi, notamment suite au retour d’expérience et à différents travaux de recherche, que la formation d’un cratère lors d’une perte de confinement sur une canalisation de transport enterrée pouvait avoir une influence notable sur le comportement du nuage, en particulier pour un nuage froid et lourd tel que celui formé par une fuite de CO₂ transporté dans un état dense. Une méthodologie simple de modélisation est proposée.
Le retour d’expérience, et en particulier l’accident de Satartia a montré l’influence que pouvait avoir la topographie environnant la fuite. La présence d’une pente dans le sens de la dispersion peut augmenter les distances et induire des phénomènes d’accumulation du CO₂ dans une vallée. La stratégie de modélisation est dans ce cas, dépendante de la configuration. Une approche possible est alors la simulation numérique tri-dimensionnelle.