Stocker le gaz carbonique dans le sous-sol québécois

La majeure partie du bassin des basses terres du Saint-Laurent comprises de part et d’autre du fleuve entre Montréal et Québec contient un grès poreux situé à au moins 800 mètres sous terre.
Photo: Ville de Québec La majeure partie du bassin des basses terres du Saint-Laurent comprises de part et d’autre du fleuve entre Montréal et Québec contient un grès poreux situé à au moins 800 mètres sous terre.

Le bassin des basses terres du Saint-Laurent constitue un bon réservoir pour stocker le gaz carbonique émis par les grandes industries québécoises, ont conclu des chercheurs de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) à la suite d’une évaluation du potentiel de séquestration géologique du sous-sol québécois commandée par le gouvernement du Québec.

L’équipe de Michel Malo, de l’INRS -Eau Terre Environnement, a fait part des résultats de cette évaluation dans le cadre d’un colloque qui avait lieu jeudi au congrès de l’Acfas à l’Université Laval de Québec.


Pour qu’un sous-sol soit propice à la séquestration souterraine du CO2, la roche qui absorbera cet important gaz à effet de serre doit présenter une bonne porosité, elle doit être enfouie à une profondeur suffisante sans être excessive, et elle doit être recouverte d’une couche de roche imperméable et étanche. Qui plus est, les grandes sources émettrices de CO2 doivent être situées à proximité.


Grès poreux


Or il s’avère que la majeure partie du bassin des basses terres du Saint-Laurent comprises de part et d’autre du fleuve entre Montréal et Québec contient un grès poreux situé à au moins 800 mètres sous terre, une profondeur à laquelle la pression est telle que le CO2 gazeux passe sous une forme liquide plus dense que l’eau, appelée phase supercritique. « Alors qu’une tonne de gaz carbonique occupe un volume de 400 mètres cubes, en phase supercritique cette tonne de CO2 se réduit à un volume de 3 m3 », précise M. Malo.


Les grès du groupe de Potsdam dans lequel on stockerait le CO2 possèdent une porosité de 3 à 6 %. « Le grès est comme une éponge dotée de trous microscopiques qui ont une certaine connectivité entre eux. Ce sont dans ces pores que le CO2 ira se loger. Dans les Basses-Terres du Saint-Laurent, ces pores sont remplis d’eau salée, qui provient de la formation géologique elle-même, qui s’est déposée dans un bassin sédimentaire marin, lequel s’est compacté et solidifié en gardant un peu d’eau. Une partie du CO2 se dissoudra dans cette eau salée, et l’autre poussera la saumure dans la roche et occupera les pores », explique M. Malo.


La porosité de ce grès est supérieure à la porosité minimale de 2 % requise pour la séquestration, mais elle n’atteint pas celle de la roche du projet industriel norvégien de Sleipner en mer du Nord, qui s’élève à 20 %. « Quand la porosité est moindre, il faut injecter le CO2 plus lentement et plus longtemps », précise le géologue.


Dans les basses terres du Saint-Laurent, le grès du groupe de Potsdam est recouvert d’un shale, une roche sédimentaire très étanche qui empêchera le CO2 de s’échapper vers l’extérieur. De plus, le bassin des Basses-Terres comprend une multitude de puits de gaz et de pétrole (plus de 250) qui peuvent servir d’ouverture pour injecter le CO2 en profondeur.


Secousses sismiques


En conclusion, le bassin des basses terres du Saint-Laurent pourrait permettre de stocker toutes les émissions industrielles du Québec pendant 40 ans. « Mais comme on ne pourra acheminer le CO2 émis par les alumineries, comme celle du Saguenay, qui sont trop éloignées du bassin, la capacité de stockage pourrait être nettement supérieure », dit M. Malo.


L’équipe de L’INRS espère maintenant réaliser un projet-pilote, mais celui-ci coûterait entre 25 et 30 millions, et le financement n’est pas au rendez-vous. Les prochaines recherches auxquelles s’attellera l’équipe de l’INRS prochainement visent à évaluer les risques environnementaux associés à de tels projets. « Des puits peuvent laisser échapper du CO2, lequel a toujours tendance à remonter à la surface. Mais heureusement, le CO2 n’est pas un gaz explosif. Il y a aussi la possibilité que le CO2 que l’on enfonce sous terre aille contaminer des sources d’eau potable. Et les surpressions auxquelles le CO2 est maintenu pourraient induire de petites secousses sismiques. Mais ces deux risques sont très peu probables », commente M. Malo

21 commentaires
  • Mathieu Bouchard - Inscrit 10 mai 2013 04 h 46

    français

    Peut-on dire schiste à la place de shale ? Merci.

    • Yvan Dutil - Inscrit 10 mai 2013 09 h 56

      Non, c'est shale au Québec. Ce n'est pas la même chose que le schiste en France.

    • Sylvain Auclair - Abonné 10 mai 2013 12 h 00

      Le shale, c'est du schiste argileux. Mais ici, les géologues semblent trop anglicisés. C'est vrai qu'il ne s'agit ni de schiste, ni d'argile, mais ce n'est pas une raison pour utiliser un mot anglais, selon moi.

      D'ailleurs, le correcteur d'orthographe me signale que le mot shale est une erreur.

    • Jean-Marie Francoeur - Inscrit 10 mai 2013 12 h 25

      À m. Dutil : Définitions

      Shale : Schiste argileux, schiste, argile litée (roche argileuse à texture feuilletée)

      Shale oil : Huile de schiste (huile produite par pyrolise des schistes bitumineux ; elle diffère sensiblement des pétroles bruts, nottamment par la présence d'hydrocarbures insaturés ou oléfines)

      Source : Les termes pétroliers, Dictionnaire anglais-français, M. Arnould, F. Zubini.

  • André Chevalier - Abonné 10 mai 2013 06 h 34

    Erreur?

    «...une profondeur à laquelle la pression est telle que le CO2 gazeux passe sous une forme liquide plus dense que l’eau...»
    «...en phase supercritique cette tonne de CO2 se réduit à un volume de 3 m3 »

    ...ce qui donne 333 kg/m³ de CO2 liquide. Or l'eau a une densité de 1000 kg/m³, trois fois supérieure à celle du CO² liquide.

    • Yves Rousseau - Abonné 10 mai 2013 12 h 59

      J'ai eu la même réaction que vous en lisant l'article. On m'a enseigné au secondaire (avant la réforme) que le système décimal de mesure repose en partie sur la densité de l'eau : 1 m3 d'eau = une tonne.

      Le terme «plus dense que l'eau» n'est pas entre guillemets dans l'article. Ce n'est donc pas une citation de Michel Malo.

      J'aimerais rediriger les lecteurs curieux vers le texte (et le blogue scientifique) de Jean-François Cliche du journal Le Soleil, qui traite du même sujet.

      PS Je n'aime pas particulièrement l'empire Gesca mais JFC est un excellent journaliste et vulgarisateur scientifique.

  • Johanne Dion - Inscrit 10 mai 2013 06 h 51

    Et si on exploite le gaz et le pétrole de schiste?

    "Dans les basses terres du Saint-Laurent, le grès du groupe de Potsdam est recouvert d’un shale, une roche sédimentaire très étanche qui empêchera le CO2 de s’échapper vers l’extérieur."

    Sauf que si on insiste pour exploiter le gaz de schiste par fracturations hydrauliques, le "shale" ne sera plus "étanche"!!!!

    • Pierre-Antoine Ferron - Inscrit 10 mai 2013 09 h 12

      Bonjour,

      Comme Johanne Dion le dit si bien ce danger existe-il? Une solution idéale pour le Québec serait de convertir le dioxyde de carbone en méthanol…un excellent combustible avec très peu de pollution comparé avec les combustible d’aujourd’hui. C’est une conversion chimique très facile!

      Merci Johanne.

    • André Chevalier - Abonné 10 mai 2013 09 h 42

      @Pierre-Antoine Ferron

      Convertir le dioxyde de carbone en méthanol prend plus d'énergie que le méthanol n'en fournit en brûlant. Où prendrez-vous cette énergie?

    • Yvan Dutil - Inscrit 10 mai 2013 09 h 57

      C'est une conversion chimique facile, mais endothermique.

    • Sylvain Auclair - Abonné 10 mai 2013 10 h 37

      Même si on frabrique du méthanol à l'énergie solaire, le jour où on va brûler cet alcool, le CO2 retournera dans l'air.

  • Sylvain Auclair - Abonné 10 mai 2013 09 h 37

    Ça ne fait que retarder l'inévitable

    Si on ne fait que stocker une partie de la production industrielle de CO2 (qui ne constitue elle-même qu'une partie de sa production totale), la taux de CO2 dans l'air continuera quand même à augmenter. Comme le dit mon fils, quelle que soit la vitesse à laquelle on brûle le charbon, le pétrole et le gaz, on finira un jour par tout brûler et par avoir un taux de CO2 beaucoup élevé.

    Une question: pourrait-on se contenter de ne stocker que le carbone, sans l'oxygène? Même une technologie aussi primitive que celle de la production du charbon de bois nous fournirait du carbone presque pur, dont on pourrait remplir des mines désaffectées. On remettrait alors le carbone plus ou moins dans l'état dans lequel il était quand on l'a extrait.

    À moins que l'on s'en serve pour fabriquer des structures en carbone pur.

    • François Beaulé - Abonné 10 mai 2013 16 h 00

      Si on brûlait les combustibles fossiles à un rythme beaucoup plus lent, le carbone se redéposerait, le taux de CO2 diminuerait. Il vaudrait mieux aussi de ne pas brûler tout le charbon.

      Les plantes en croissance fixent le CO2 par la photosynthèse. L'énergie qui permet de le faire est celle du soleil.

    • Sylvain Auclair - Abonné 10 mai 2013 16 h 35

      Le carbone se redéposerait? Où ça?

      Évidemment, si la planète se couvrait de forêts denses et que tous ces arbres formaient de nouveaux dépôts de charbon, ça serait possible. Mais il faudrait attendre des millions d'années pour cela.

      Non, ce qu'il faut, c'est sortir ce carbone des cycles bio-géo-chimiques, le réenterrer.

    • Simon Chamberland - Inscrit 12 mai 2013 14 h 19

      M. Auclair,

      Votre raisonnement se tient, mais j'aimerais ajouter une petite précision. Lors du carbonifère, c'est-à-dire l'époque géologique où énormément de gaz carbonique fut fixé par les grands forêts du Gondwana, les champignons n'avaient pas l'enzyme requise dégrader complètement la lignine des arbres, ce qui expliquer la fossilisation de tout ce carbone.

  • Jacques Lapointe - Abonné 10 mai 2013 10 h 04

    Gas carbonique

    Vrai M.Dion Hydro Québec et son surplus d'électricité devrait faire de l'électolyse de l'eau pour ajouter au CO2 et faire la synthèse du métanol ou de l'éthanol pour nos auto. On produit 13 millions de tonnes de résidus par année qui peuvent être gazéifiées et auquel on peut ajouter de l'hydrogène et de l'oxygène, et c'est sans comter sur nos résidus forestier. Enerkem de Sherbrooke connait bien la technologie de gaséification.On achète pour 15 $mliard de pétrole par année, on pourrait en remplacée un peu si notre gouvernement s'y intéresse. C'est ce que l'on va voir Quand j'entend que le Québec est en surplus énergitique les oreilles me bourdonnent. Jacques Lapointe

    • Yvan Dutil - Inscrit 10 mai 2013 12 h 27

      C'est à peu près la pire stratégie pour gaspiller les excédents d'électricité. À chaque étape de la transformation, il y a des pertes considérables.

    • Simon Chamberland - Inscrit 12 mai 2013 14 h 16

      Avec les surplus d'électricité, c'est plus rentable d'électrifier des réseaux de transports existants, comme les trains de banlieue, que de chercher à implanter de nouvelles usines. On pourrait aussi utiliser des autobus biberonnés (rechargés momentannément lors des arrêts) comme le BE35 de Proterra. Ou même recharger un peu les batteries des autobus hybrides a chaque arrêt par induction, ce qui se traduirait par un moins grand usage de la partie diésel de ces autobus.

      Si on est pour électrolyser l'eau pour en retirer l'hydrogène, aussi bien le mélanger à la hauteur de 10 % au gaz naturel (hythane) et le distribuer via le réseau de Gaz Métro.