La séquestration des émissions industrielles de CO₂ dans des aquifères salins profonds ou des réservoirs épuisés est une des solutions techniques envisagées pour limiter le rejet de gaz à effet de serre dans lʼatmosphère : le confinement repose alors sur différents mécanismes de piégeage (solubilisation du CO₂ supercritique, CO_2(sc), alliée à de faibles vitesses dʼécoulement, piégeage minéral) et sur la présence dʼune couverture imperméable qui empêche la fuite du CO_2(sc), moins dense que lʼeau de formation ; lʼefficacité de la séquestration repose ainsi fortement sur lʼétanchéité de la couverture. Les mécanismes de dégradation de la couverture doivent donc être identifiés et quantifiés afin de participer à lʼanalyse de sûreté du site : dégradation chimique, réactivation de fractures, perçage capillaire, attaque des scellements des puits dʼinjection, etc. La réactivité des minéraux de lʼencaissant vis-à-vis du CO_2(sc) fait partie de ces mécanismes potentiels, mais elle reste à ce jour largement méconnue. Cette étude présente les résultats de tests de réactivité dans de telles conditions. Des expériences en batch ont été menées entre des phases minérales pures et du CO_2(sc) anhydre ou un mélange CO_2(sc)-H₂O à 200°C et 105/160 bar. Après 45 à 60 jours de mise en contact, nous avons relevé des indices dʼune réactivité non négligeable, y compris en lʼabsence complète dʼeau. Ainsi, en présence du mélange CO_2(sc)-H₂O, la portlandite est entièrement recristallisée en calcite, et lʼanorthite présente de nombreuses figures de dissolution, associées à des cristallisations secondaires de calcite, aragonite, tridymite et smectites. En milieu CO_2(sc) pur, la portlandite est carbonatée en calcite et aragonite et lʼanorthite présente des traces dʼaltération en surface, associées à une cristallisation secondaire de calcite fibreuse. Pour citer cet article : O. Regnault et al., C. R. Geoscience 337 (2005).

Carbon dioxide sequestration in deep aquifers and depleted oilfields is a potential technical solution for reducing green-house gas release to the atmosphere: the gas containment relies on several trapping mechanisms (supercritical CO₂, CO_2(sc), dissolution together with slow water flows, mineral trapping) and on a low permeability cap-rock to prevent CO_2(sc), which is less dense than the formation water, from leaking upwards. A leakproof cap-rock is thus essential to ensure the sequestration efficiency. It is also crucial for safety assessment to identify and assess potential alteration processes that may damage the cap-rock properties: chemical alteration, fracture reactivation, degradation of injection borehole seals, etc. The reactivity of the host-rock minerals with the supercritical CO₂ fluid is one of the potential mechanisms, but it is altogether unknown. Reactivity tests have been carried out under such conditions, consisting of batch reactions between pure minerals and anhydrous supercritical CO₂, or a two-phase CO₂/H₂O fluid at 200°C and 105/160 bar. After 45 to 60 days, evidence of appreciable mineral-fluid reactivity was identified, including in the water-free experiments. For the mixed H₂O/CO₂ experiments, portlandite was totally transformed into calcite; anorthite displayed many dissolution patterns associated with calcite, aragonite, tridymite and smectite precipitations. For the anhydrous CO₂ experiments, portlandite was totally carbonated to form calcite and aragonite; anorthite also displayed surface alteration patterns with secondary precipitation of fibrous calcite. To cite this article: O. Regnault et al., C. R. Geoscience 337 (2005).