Gonflement des charbons

L’injection de CO2 dans les veines inexploitables de charbons permet le stockage géologique du carbone tout en favorisant la récupération de gaz naturel. Cependant, le remplacement du méthane par du CO2 s’accompagne d’un gonflement de la roche qui tend à refermer les fissures naturelles, et réduit ainsi significativement la perméabilité et donc la dynamique d’injection du CO2. Les travaux au laboratoire Navier s’intéressent à l’origine physique de ce gonflement, sa modélisation théorique, et son impact sur le transport de fluide jusqu’à l’échelle du réservoir. Le phénomène trouve son origine à l’échelle nanométrique avec le phénomène d’adsorption des gaz dans les micropores de la roche. Aussi, les approches par simulations moléculaires s’avèrent indispensables pour comprendre le phénomène, et en proposer une modélisation poromécanique fondée sur la thermodynamique de l’adsorption. Cette modélisation a pu être validée grâce à divers essais de laboratoire (essais triaxiaux ou isochores, respectivement sur échantillons de charbon intacts ou reconstitués), confirmant la dualité entre gonflement et contraintes induites par adsorption. Enfin, l’implémentation dans des codes de calcul couplant poromécanique et transport permet d’envisager les conséquences du gonflement à l’échelle du réservoir.

Voir aussi dans «Couplages multiphysiques et modélisation poromécanique des matériaux du génie civil»

Comportement thermo-mécanique des argiles Cristallisation et dégradation des matériaux cimentaires Gonflement des charbons