fr -joelle.hy-billiot@total.com -virgile.rouchon@ifpen.fr -gerard.mouronval@total.com -marc.lescanne@total.com veronique.lachet@ifpen.fr -nicolas.aimard@total.com * Corresponding authorRésumé -Une méthode géochimique pour la surveillance d'un site pilote de stockage de CO 2 : Rousse, France. Approche combinant les gaz majeurs, l'isotopie du carbone du CO 2 et les gaz rares -Ce papier présente la caractérisation géochimique des différents gaz, naturels et anthropogéniques, impliqués dans un pilote de stockage de CO 2 en champ de gaz naturel appauvri (Rousse, France). Dans ce pilote, le CO 2 est produit par oxycombustion d'un gaz naturel transformé en gaz domestique à l'usine de Lacq. Ce CO 2 est transporté dans un pipeline de 30 km de longueur jusqu'au réservoir de gaz appauvri de Rousse. Les gaz produits à Rousse avant injection de CO 2 , le gaz commercial de Lacq et le CO 2 résultant de l'oxycombustion ont été échantillonnés, ainsi que les gaz situés dans un puits de surveillance (à une profondeur de 45 m) et les gaz du sol situés au voisinage de Rousse. Pour tous ces échantillons, la composition en gaz majeurs, la signature isotopique du carbone ainsi que l'abondance et signature isotopique des gaz rares ont été déterminées. Les compositions gazeuses du gaz naturel de Rousse sont comparables à celle du gaz domestique de Lacq avec le méthane comme composé principal et la fraction C 2 -C 5 et CO 2 comme gaz résiduels. Les gaz des sols reflètent typiquement des mélanges entre l'air (pôle pur) et le CO 2 d'origine biogénique (avec des teneurs maximales de l'ordre de 9-10 %), tandis que les gaz présents dans le puits de monitoring reflètent typiquement la composition de l'air sans excès de CO 2 . Le gaz de Rousse et le gaz domestique du site de Lacq ont une composition isotopique δ 13 C CH 4 égale à -41,0 ‰ et -43,0 ‰ respectivement. Le CO 2 injecté sur Rousse a une composition isotopique δ 13 C CO 2 égale à -40,0 ‰ à la sortie de la chambre d'oxycombustion, tandis que la composition isotopique δ 13 C CO 2 des gaz des sols est comprise entre -15 et -25 ‰. Le gaz naturel de Rousse et le gaz domestique du site de Lacq sont tous les deux enrichis en hélium, appauvris en néon, argon et krypton par rapport aux valeurs de l'air (standard naturel). Le procédé de combustion produit un CO 2 enrichi en hélium, hérité du gaz domestique de Lacq, et une composition en néon, argon et krypton reflétant celle de l'oxygène produit par l'unité de séparation d'air. En effet, le néon est appauvri relativement à l'air, tandis que le krypton est enrichi de 10 fois, résultant de la séparation cryogénique des gaz rares au sein de l'unité de séparation d'air. Les gaz rares des échantillons de sols ont une composition équivalente à celle de l'air. À partir de ces résultats, les compositions des pôles purs impliqués dans le site pilote de stockage de CO 2 montrent que les compositions en gaz rares produits par le procédé d'oxycombustion sont suffisamment

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