Activités
La capture et le stockage du carbone (CCS) est une technologie conçue pour éliminer le CO2 de l’atmosphère et le stocker dans des formations souterraines, telles que des réservoirs de pétrole et de gaz épuisés ou des aquifères salins. Cette méthode a attiré une attention considérable au cours des dernières décennies en raison de son potentiel à lutter contre le changement climatique mondial en réduisant les émissions de CO2. L’efficacité du stockage souterrain du CO2 dépend de la rétention permanente du CO2 dans les réservoirs ciblés. Cependant, l’injection périodique de CO2 froid sous pression dans des réservoirs chauds pendant les opérations de CCS provoque des fluctuations cycliques de température. L’ampleur, le taux et la fréquence exacts de ces fluctuations sont incertains, car ils dépendent des paramètres opérationnels et de la méthode de livraison du CO2, que ce soit par pipeline en continu (comme prévu dans le projet Portos aux Pays-Bas) ou par bateau en intermittent (comme prévu dans le projet Northern Lights en Norvège). En supposant un réservoir offshore de 2 à 3 km de profondeur, les températures du réservoir et du tubage varieraient de 80 à 120 ˚C, tandis que le CO2 pourrait être injecté à des températures aussi basses que -50 ˚C (en tenant compte du pompage à basse pression depuis un navire). Ce scénario pourrait entraîner des fluctuations de température allant jusqu’à 150 ˚C. De telles fluctuations peuvent provoquer un rétrécissement cyclique du tubage et des formations souterraines lors de l’injection de CO2 froid, suivi d’une expansion lorsque le système revient à la température du réservoir. Par conséquent, des micro-annuli entre le tubage, la gaine de ciment et la roche murale, ainsi que des fissures dans le ciment, peuvent se former. La fuite de CO2 par ces voies constitue un défi majeur pour garantir un stockage géologique sûr et durable du CO2. De plus, si le décollement ne se produit pas, la fatigue du ciment peut se développer, un sujet peu documenté. Il est donc crucial de comprendre comment les cycles thermiques ou les chocs rencontrés dans le CCS affectent l’intégrité de la gaine de ciment.
Votre mission consistera à :
• Recherche bibliographique et préparation de l’état de l’art sur la fatigue du ciment dans les applications de CCS à la fois pour les simulations et les tests expérimentaux.
• Analyser les lacunes potentielles dans les recherches disponibles et proposer des tests expérimentaux nécessaires pour assurer la confiance dans les résultats.
• Collaborer avec les spécialistes et ingénieurs internes en fluide et ciments, géo-mécanique et forage pour comprendre comment l’intégrité de la gaine de ciment est affectée par les cycles thermiques extrêmes attendus lors de l’injection intermittente de CO2 et son impact sur la fatigue du ciment.
Contexte et environnement
Le CCS (Carbone Capture & Storage) fait partie des stratégies majeures de TotalEnergies pour atteindre la neutralité Carbone. L’objectif à 2030 : développer une capacité de stockage de CO2 de plus de 10 millions de tonnes par an. Pour atteindre cet objectif, un effort important d’innovation est nécessaire, appuyé par de nombreux projets de recherche pluridisciplinaires au sein de la ligne R&D "CO2 and Sustainability" de TotalEnergies Onetech. En rejoignant nos équipes, vous travaillerez sur la mise au point des technologies de stockage CO2 de demain, et vous évoluerez au sein d’un environnement transverse en collaboration avec d’autres équipes du programme et le support des spécialistes et experts de TotalEnergies.