Ce modèle conceptuel présente des qualités et des défauts. Cette étude est la première qui regroupe toutes les données de carottes et de DST pour les BTSL. Un atout de ce modèle est que l’interprétation de tous les DST, sauf ceux de Trenton, a été réalisée par l’auteur. En plus de pouvoir quantifier l’incertitude, importante, qui pèse sur ce type de mesures, ce choix
permet que la méthode d’interprétation reste constante tout au long de l’étude. Cette inter- prétation redondante et systématique permet d’unifier l’appréciation propre à chaque analyste pour l’ensemble des données disponibles. Ainsi, la classification des différentes unités hydros- tratigraphiques ne se trouve pas perturbée par un changement de méthode ou de personnel comme c’est le cas pour les données issues de la base de données SIGPEG du ministère des ressources naturelles.
Ce qui peut être reproché à ce modèle est le manque de données associé à la grande variabilité des mesures, principalement pour les unités reposant au-dessus de Beauharnois. L’hétérogé- néité de ces unités nécessiterait des centaines de mesures pour que chacune des unités soit adéquatement caractérisée. Ces mesures étant trop coûteuses pour être réalisées dans le cadre de ce projet, l’analyse des impacts potentiels de la CSC dans les BTSL doit tenir compte de l’incertitude qui pèse sur les valeurs de propriétés hydrodynamiques des unités. Ainsi, une partie de l’analyse de sensibilité de la modélisation devra porter sur l’influence des caractéris- tiques hydrauliques des unités. De fait, l’hétérogénéité des unités et l’incertitude portant sur les paramètres mesurés vont rendre absolument nécessaire une étude de sensibilité poussée du modèle numérique.
2.4.1 Comparaison des données brutes avec d’autres études
Une première étude des propriétés des aquifères de la région de Bécancour a été menée par
Tran Ngoc et collab. (2014). Seuls 14 DST ont été analysés et l’étude des carottes ne porte que sur des puits de la région de Bécancour. Les résultats de cette étude sont synthétisés dans le tableau2.14.
Ces deux études présentent des résultats assez similaires (voir p. ex. les données de l’unité de Cairnside), notamment grâce au fait que la source des données est la même. Le Covey Hill présente dans les deux cas des caractéristiques de réservoir avec une forte perméabilité et la plus grande porosité. Les deux unités qui le surmontent, Cairnside et Theresa, présentent des propriétés intermédiaires alors que le Beauharnois est présenté dans les deux cas comme un aquitard. Parmi les similitudes qui existent entre ces études, l’Utica et le Lorraine sont présentés dans les deux cas comme des aquitards.
Ces deux études présentent également des différences importantes. Avec une zone d’étude plus étendue, il a été possible d’utiliser toutes les données disponibles pour les formations des BTSL, dans le cadre de cette thèse. Cette thèse synthétise les résultats de nombreux DST et permet de mieux caractériser les unités à l’échelle du bassin. Par exemple, le Trenton semble présenter des propriétés d’aquifère dans la région de Bécancour mais l’étude des données à l’échelle du bassin semble indiquer des propriétés plus intermédiaires. L’analyse des DST présentée dans cette étude permet également de caractériser des unités pour lesquelles peu d’informations étaient disponibles. Par exemple, cette étude permet de mieux définir les propriétés des unités
Table 2.14 – Comparaison des valeurs médianes des propriétés hydrodynamiques des unités déterminées dans cette étude avec les données de la région de Bécancour
Cette étude
Formation /Groupe khorizontaleDST (m2) khorizontalematrice (m2) kverticale (m2) n(%)
Lorraine 5· 10−17* - - -
Utica 10−17− 10−13** 2· 10−17 2· 10−17 2
Trenton 2· 10−14 10−17 < 10−17 1
Chazy - Black River 2· 10−14 10−16 < 10−17 1
Beauharnois 3· 10−17 10−16 10−17 1 Theresa 10−15 5· 10−17 10−17 1 Cairnside 3· 10−15 10−16 2· 10−17 3 Covey Hill 10−13 3· 10−16 4· 10−17 6 Précambrien 6· 10−17 - - - Bibliographie
Formation /Groupe khorizontaleDST (m2) khorizontalematrice (m2) kverticale (m2) n(%)
Lorraine - 4· 10−19a - 4b
Utica - 3· 10−19a - 4
Trenton 10−13 3· 10−16 - 3
Chazy - Black River - - - -
Beauharnois 6· 10−17 9· 10−17 - 1
Theresa 10−16 6· 10−17 - 3b
Cairnside 4· 10−15 10−16 - 3
Covey Hill - 2· 10−16 - 6
Précambrien - - - -
La plupart des données de la bibliographie sont issues de la base de données SIGPEG et ont été publiées par Tran Ngoc et collab.(2014)
* faible niveau de confiance ** fracture A190DST2
a tirée de BAPE(2010)
de Covey Hill et d’Utica. Elle permet également d’apporter des données, jusqu’ici inexistantes, sur le socle et le Chazy - Black River.
Enfin, l’étude des DST permet de mieux définir la perméabilité de l’échelle métrique à déca- métrique. Cette connaissance permet de mieux caractériser les unités paléozoïques des BTSL et de mieux comprendre le fonctionnement hydrogéologique du bassin. Elle apporte également de paramètres d’entrée plus réalistes pour le modèle numérique.
Chapitre 3
Préparation de la modélisation de
l’injection du CO2
dans les BTSL
Dans cette partie, les objectifs et méthodes de la modélisation numérique nécessaires à l’éva- luation des impacts de la séquestration du CO2 vont être présentés. En début de chapitre, les
processus à considérer et les simplifications possibles du modèle d’écoulement vont être pré- sentés. Par la suite, différents scénarios d’injection vont être présentés. Ces scénarios tiennent compte de la proximité des grands émetteurs de CO2 avec le site d’injection potentiel de Bé-
cancour mais également de l’itinéraire que devrait suivre le gaz à travers un gazoduc, avant d’être injecté.
Le modèle géologique des Basses-Terres du Saint-Laurent, modifié pour les besoins de cette thèse, est ensuite présenté, il sert de base au modèle numérique. Dans un souci de clarté et de reproductibilité, toutes les étapes de création du modèle sont présentées ; il s’agit de la création du maillage en éléments finis, de l’importation et du choix des valeurs des propriétés hydrodynamiques des unités, de la définition des conditions aux limites et conditions initiales. En fin de chapitre, les simulations permettant de choisir les compartiments qui pourront recevoir l’injection vont être présentées, de même que les simulations permettant de définir le nombre de puits nécessaires à l’injection.
3.1
Objectifs de la modélisation
Deux types d’impacts majeurs ont été documentés à l’échelle des bassins sédimentaires ; il s’agit de la remontée de la nappe phréatique par augmentation de la charge hydraulique et la migration des eaux saumâtres des alentours de la zone d’injection vers les zones saturées en eau douce, potentiellement utilisées pour l’alimentation en eau potable (section1.4). L’objectif de ces travaux de modélisation est d’évaluer la manière dont ces impacts pourraient se mani- fester dans le cas de la séquestration géologique du dioxyde de carbone dans les Basses-Terres
du Saint-Laurent. Le CSC est une activité qui a pour but de diminuer l’impact de l’activité humaine sur le climat, elle peut être considérée comme une mesure de précaution environ-
nementale, et il est donc préférable que la séquestration du CO2 n’engendre pas d’impacts
environnementaux quantifiables. D’un point de vue hydrogéologique, la séquestration du CO2
ne doit donc pas entraîner de remontée de la nappe ou de contamination de ressources en eau par migration de saumures.