Добірка наукової літератури з теми "Surveillance géochimique des gaz"

Le comportement de notre environnement dépend de l’équilibre radiatif de son atmosphère et donc, de l’abondance des polluants comme les gaz à effet de serre. Ces gaz anthropogéniques sont dus, en grande partie, aux activités de l’homme depuis l’époque moderne à travers la combustion des combustibles fossiles. Celle-ci libère du dioxyde de carbone fossile (CO2) ff, pauvre en 14C car la demi-vie de ce radioélément (5730ans) est beaucoup plus courte que l’âge des combustibles fossiles. En revanche, le dioxyde de carbone biogénique (CO2) bio et le dioxyde de carbone naturel de fond ou background (CO2) bg sont enrichis en 14C issus des rayonnements cosmogéniques (Production naturel du 14C dans la haute couche atmosphérique) et des essais d’armements nucléaires. Le carbone 14 peut donc, être un marqueur isotopique artificiel utilisé pour distinguer les différentes sources de CO2, car chaque source possède sa propre et spécifique valeur de Δ14C ou empreinte isotopique. Ce travail a pour but principal de faire une évaluation temporelle et spatiale du dioxyde de carbone fossile dans une zone fortement urbanisée et industrialisée. Nous avons alors choisi la région de Dakar avec quelques sites d’échantillonnages très exposés à cette forme de pollution anthropique. Les résultats obtenus ont montré une hausse de la concentration du CO2 fossile au fil du temps et une concordance acceptable de nos valeurs avec celles de la Banque Mondiale pour le Sénégal. Les concentrations en 14C fossiles (Δ14C) ou empreintes isotopiques trouvées, montrent une nette baisse par rapport aussi à un niveau naturel d’air propre supposé non pollué (Zone propre).

L’exceptionnel développement économique et industriel de la Chine s’est fait au détriment de son environnement. Néanmoins, une prise de conscience amorcée dans les années 2010 a mené à un renforcement rapide des politiques publiques environnementales. Au cœur de l’économie chinoise avec près de 28 % de son PIB, le secteur manufacturier est naturellement concerné au premier plan par ces nouvelles mesures. C’est particulièrement le cas pour le secteur des industries lourdes, source majeure de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre. En Chine, le contrôle de la pollution se fonde sur l’étude d’impact environnemental et le permis de rejets de polluants. Ce dernier est le principal outil de surveillance des pollutions industrielles. La réglementation met en place des mesures différenciées suivant les industries et les zones d’émissions. Le succès de cet outil encore en construction dépendra des moyens humains, techniques et politiques mis en place.

Le 1er janvier 2012, le Québec a lancé, dans le cadre de la Western Climate Initiative, un système de plafonnement et d’échange de droits d’émission de gaz à effet de serre (SPEDE), l’un des premiers systèmes du genre en Amérique du Nord. Le SPEDE est la clé de voûte de la politique de la province en matière de lutte contre les changements climatiques. Il appartient cependant à une catégorie d’instruments économiques de protection de l’environnement encore peu connue de la communauté juridique québécoise. Son étude paraît donc d’une grande actualité. L’article a pour objectif de proposer une première analyse des règles qui encadrent le SPEDE, à la lumière des enseignements de l’analyse économique du droit. L’analyse permet de dresser une nomenclature cohérente et intelligible des règles du SPEDE structurée autour de leur utilité dans l’échange de droits d’émission. Elle fait ainsi ressortir les stratégies de diversification de l’échange, d’institutionnalisation de ses modalités, ainsi que les enjeux de la surveillance du marché du carbone dans un contexte de fragmentation des autorités de tutelle.

e14133 Background: This retrospective study was designed to evaluate morbidity and functional results of pseudocontinent perineal colostomy (PCPC) using Schmidt’s technique in North African patients undergoing APR for managing low rectal adenocarcinoma. Methods: During 15 years, 380 Abdominoperineal resections for low rectal cancer were performed. One hundred forty nine cases among them had PCPC. There were 76 women, with an average age of 47 years old. All patients received néoadjuvante radiotherapy with or without chemotherapy. Functional results were evaluated prospectively at regular intervals. Results: There was no postoperative mortality. Operative Morbidity rate was only 18.3%, essentially dominated by perineal suppuration (40%). According to Kirwan score on a Functional level, 95 patients had gaz incontinence and 46 patients an occasional minimal soiling. At one year surveillance, the graft was clinically well detected in 72% of cases and anorectal manometric study on 15 cases showed a hypotonic pseudosphincter. Colic irrigation rhythm was, in 74% of cases, every 24 to 48h, and 15% of patients didn’t need irrigations any more 6 months after surgery. Except for major postoperative complications, no other conversion from perineal colostomy to an iliac colostomy was performed for dissatisfactory functional results since 77% of the patients were satisfied and 23% half-way satisfied of this technique. Conclusions: Pseudocontinent perineal colostomy is a simple, safe and reliable technique that represents an interesting alternative to permanent iliac colostomy after APR for low rectal adenocarcinoma. It improves perineal healing and provides good functional results and high degree of patient satisfaction in addition to body image preservation. it is well adapted to north-african cultural economical and religious coditions.

Le dernier rapport du GIEC (Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat), a qualifié de très vraisemblable la responsabilité des activités humaines sur l'évolution de la température moyenne à la surface de la Terre, constatée depuis le début du vingtième siécle. Les émissions atmosphèriques anthropiques, issues de la combustion des énergies fossiles, sont responsables chaque année de l'émission de quantités de plus en plus importantes de dioxyde de carbone. Afin d'être en mesure de respecter les engagements pris en matière de réduction des émissions atmosphèriques, il est envisagé de stocker (séquestrer) le dioxyde de carbone produit au niveau de grandes plates-formes industrielles, dans des réservoirs géologiques. Bien qu'étant inspirée de nombreux exemples naturels, la séquestration géologique du dioxyde de carbone doit être étudiée en termes de faisabilité et d'intérêt, l'objectif étant de piéger durablement les gaz stockés. Dans le cadre de ce doctorat, nous nous sommes concentrés sur la surveillance des sites de séquestration, afin d'être en mesure de contrôler la stabilité et l'efficacité des stockages géologiques dans le temps, et de détecter le plus rapidement possible les éventuelles fuites. Notre travail a consisté à développer une méthodologie de surveillance reposant sur l'étude des gaz rares. Nous avons été amenés à concevoir un nouvel outil pour l'analyse des gaz rares dissous dans des échantillons d'eau, la ligne Garodiox, puis à valider cet instrument sur l'étude d'un lac de cratère volcanique, le lac Pavin en Auvergne (France). Enfin, nous avons choisi d'illustrer la méthodologie de surveillance que nous proposons, à l'aide du contrôle de l'intégrité de l'accumulation naturelle de dioxyde de carbone de Montmiral, dans le département de la Drôme (France). Les résultats obtenus soulignent la faisabilité et l'intérêt de la mise en place d'une telle méthodologie de surveillance au droit des sites de séquestration géologique du dioxyde de carbone

Le dernier rapport du GIEC (Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat), a qualifié de très vraisemblable la responsabilité des activités humaines sur l'évolution de la température moyenne à la surface de la Terre, constatée depuis le début du vingtième siècle. Les émissions atmosphériques anthropiques, issues de la combustion des énergies fossiles, sont responsables chaque année de l'émission de quantités de plus en plus importantes de gaz à effet de serre, et notamment de dioxyde de carbone.

Afin d'être en mesure de respecter les engagements pris en matière de réduction des émissions atmosphériques, tout en permettant la poursuite raisonnée de l'exploitation des énergies fossiles, notamment pour les pays en plein développement économique, il est envisagé de stocker (séquestrer) le dioxyde de carbone produit au niveau de grandes plates-formes industrielles, dans des réservoirs géologiques, c'est-à-dire des roches poreuses et perméables. Bien qu'étant inspirée de nombreux exemples naturels, la séquestration géologique du dioxyde de carbone doit être étudiée en termes de faisabilité et d'intérêt, l'objectif étant de piéger durablement les gaz stockés.

Dans le cadre de ce doctorat, nous nous sommes concentrés sur la surveillance des sites de séquestration, afin d'être en mesure de contrôler la stabilité et l'efficacité des stockages géologiques dans le temps, et de détecter le plus rapidement possible les éventuelles fuites. Notre travail a consisté à développer une méthodologie de surveillance reposant sur l'étude des gaz rares. Nous avons été amenés à concevoir un nouvel outil pour l'analyse des gaz rares dissous dans des échantillons d'eau, la ligne Garodiox, puis à valider cet instrument sur l'étude d'un lac de cratère volcanique, le lac Pavin en Auvergne (France). Enfin, nous avons choisi d'illustrer la méthodologie de surveillance que nous proposons, à l'aide du contrôle de l'intégrité de l'accumulation naturelle de dioxyde de carbone de Montmiral, dans le département de la Drôme (France).

Les résultats obtenus soulignent la faisabilité et l'intérêt de la mise en place d'une telle méthodologie de surveillance au droit des sites de séquestration géologique du dioxyde de carbone.

Associé à la transition énergétique, le stockage souterrain d’H₂ est une solution de stockage de l’énergie. Le projet de recherche « Rostock’H » intégrant ce travail de thèse a associé l’Université de Lorraine et l’Ineris pour développer des méthodes de monitoring géochimique afin d’en analyser les risques et opportunités. Il s’agit de pouvoir stocker l’H₂ dans un volume allant jusqu’à 1 000 000 m³ entre 300 et 1400 m de profondeur. Le développement d’un site de stockage souterrain implique une maîtrise des risques anté, syn et post-opérationnels par des méthodes de surveillance géochimique. Incolore et inodore, l’H₂ est un gaz volatil et explosif. Une attention particulière est donc portée sur les risques de fuite en subsurface à partir de ces sites de stockage et sur la métrologie associée à cette détection. Ce travail de thèse a eu trois objectifs : (i) expérimenter des méthodes de monitoring in situ et continu à partir d’injections de gaz dissous sur un site expérimental, (ii) déterminer les impacts potentiels d’une fuite dans les «sols» et «nappes phréatiques» avec une analyse modélisée du comportement géochimique de l’H₂ et des paramètres associés, (iii) établir une stratégie de monitoring recommandé pour les sites de stockages souterrains, afin de prévenir de potentielles fuites d’H₂. Composé d’un aquifère semi-captif à partir de 13 m de profondeur, ce site expérimental du Bassin parisien dispose de plusieurs puits et équipements atteignant les zones saturée et non saturée. Oxydantes, oxygénées et modérément minéralisées, les eaux de cet aquifère ont une composition chimique initiale appartenant au faciès bicarbonaté calcique avec une légère altération en nitrates et sulfates. Plusieurs étapes ont été nécessaires pour simuler et modéliser une fuite potentielle : - Préparation du site et choix des systèmes métrologiques - Établissement de l’état initial du site (ligne de base géochimique) définit à partir de mesures du niveau piézométrique, des paramètres physico-chimiques, d’analyses d’espèces ioniques et des mesures de gaz dissous en puits dédié en combinant spectroscopies Raman (N₂, O₂, CO₂, H₂ et CH₄) et infrarouge (CO₂, CH₄) à l’aide de capteurs optiques - Co-injection d’He dissous et de traceurs hydrogéologiques validant le protocole expérimental d’injection d’H₂ et une première analyse de la dynamique de l’aquifère - Co-injection d’H₂ dissous et de traceurs sélectionnés selon le protocole adapté lié au retour d’expérience - Suivi post-injection déterminant les impacts et la cinétique du retour à l’état initial de la nappe à l’aide notamment du puits dédié et du développement du système de monitoring des gaz dissous par capteurs optiques. Une concentration initiale d’H₂ dissous à 1,78 mg.L⁻¹ a été injectée en conditions de surface durant 2,5 heures dans la nappe. La migration du panache d’H2 dissous ainsi que d’autres gaz initialement présents dans l’aquifère a été suivie à la fois par méthode continue (spectroscopies Raman et infrarouge) et mesures discontinues (dégazage partiel). Une dynamique de transfert d'H₂ décroissante dans la nappe a été observée jusqu'à 20 m en aval du puits d’injection : 0,6 mg.L⁻¹ à 5 m, 0,17 mg.L⁻¹ à 7 m puis 1,8*10⁻³ mg.L⁻¹ d’H₂ à 10 et 20 m lors de la première semaine. À la suite de l'ajout d’H₂(aq), la physico-chimie de l'aquifère a été modifiée avec une augmentation du pH, une diminution du potentiel rédox et de la concentration en O₂(aq). A partir des mesures Raman (à 7 m en aval), un modèle 2D a été établi sur la base d’un processus mixte de diffusion/advection de l’H₂ en supposant un écoulement monocanal au sein de l’aquifère. Ces résultats expérimentaux acquis valident, sur le long terme, les choix métrologiques appliqués, avec une limite de détection d’H₂ en aquifère à 0,02 mg.L⁻¹. Ils confirment ainsi la faisabilité du suivi d’H₂ dans les aquifères peu profonds et mettent en évidence les impacts potentiels des fuites des stockages souterrains atteignant la surface
Combined with the energy transition, underground H₂ storage is a storage solution for the energy. The research project named "Rostock'H" integrating this thesis work associated the University of Lorraine and Ineris to develop geochemical monitoring methods in order to analyze the risks and opportunities. This project aims to study the risks and opportunities of H₂ storage in salt caverns. The next goal is to be able to store H₂ in a volume of up to 1,000,000 m³ between 300 and 1,400 m deep. The development of an underground storage site involves controlling pre, syn and post-operational risks by geochemical monitoring methods. Colorless and odorless, H₂ is a volatile and explosive gas. A particular attention is therefore paid to the risks of subsurface leakage from these storage sites and to the metrology associated with this detection. This thesis work had three main objectives: (i) to experiment in-situ and continuous monitoring methods from dissolved gas injections on a dedicated experimental site, (ii) to determine the potential impacts of a leak in “soils” and “aquifers” with a modeled analysis of the geochemical behavior of H₂ and associated parameters, (iii) to establish recommendations and a monitoring strategy for existing or future underground storage sites to prevent potential H₂ leakages. Composed of a semi-confined aquifer from 13 m deep, this experimental site in the Paris Basin has several wells and equipments reaching the saturated and unsaturated zones. Oxidizing, oxygenated and moderately mineralized, the waters of this aquifer have an initial chemical composition belonging to the calcium bicarbonate facies with a slight alteration in nitrates and sulphates. Several steps were necessary to simulate and model a potential leak: - Preparation of the site and choice of the metrological systems that will be deployed - Establishment of the initial state of the site through the definition of a geochemical baseline from measurements of the piezometric level, physico-chemical parameters, analyzes of ionic species and dissolved gas measurements in a dedicated well by combining of the Raman and infrared spectroscopies - Co-injection of dissolved He and hydrogeological tracers to validate the experimental protocol of the H₂ injection and to allow a first analysis of the aquifer dynamics - Co-injection of dissolved H₂ and tracers selected according to the adapted protocol linked to the experience feedback from the He injection - Post-injection monitoring to determine the impacts and the kinetics of return in the initial state of the aquifer using in particular the monitoring system of dissolved gases by optical sensors. An initial concentration of H₂ dissolved at 1.78 mg.L-1 was injected under surface conditions for 2.5 hours into the aquifer. The migration of the dissolved H₂ plume as well as other gases initially present in the aquifer was monitored both by continuous method (Raman and infrared spectroscopies) and discontinuous measurements (partial degassing). A dynamic of H₂ transfer in the water table was observed up to 20 m downstream from the injection well: 0.6 mg.L⁻¹ at 5 m, 0.17 mg.L⁻¹ at 7 m then 1.8*10⁻³ mg.L⁻¹ of H₂ at 10 and 20 m during the first week. Following the addition of H₂(aq), the physico-chemistry of the aquifer was modified with an increase of pH, a decrease of redox potential and of the O₂(aq) concentration. From continuous measurements by Raman spectroscopy (at 7 m downstream the injection well), a 2D model was established on the basis of a mixed H₂ diffusion/advection process, assuming a single-channel flow in the aquifer. The experimental results acquired in this thesis work validate, over the long term, the metrological choices applied, with a detection limit of H₂ in aquifer lowered to 0.02 mg.L⁻¹. These results thus confirm the feasibility of monitoring dissolved H2 in shallow aquifers and highlight the potential impacts of leakages from underground storage reaching the surface

Ce travail de recherche s'inscrit dans le prolongement de différentes études conduites notamment dans le cadre du pilote de Capture Transport et Stockage du CO₂ (pilote Total CCS, Lacq- Rousse, France) relatives au suivi des mécanismes de transfert des gaz (CO₂ et CH₄) dans les compartiments Géosphère/Biosphère/Atmosphère. De ces études, il était ressorti que l'évolution de la fraction molaire de CO₂ (χc) dans le sous-sol karstique du plateau du Jurançon était négativement corrélée aux battements de la nappe phréatique située à -45m via des mécanismes de dissolution/dégazage. Cependant, il n'est pas encore clair si cette relation existe dans l'écosystème forestier, qui représente importante de l'échange de CO₂ atmosphérique. Dans ce contexte, cette thèse se concentre sur la surveillance des échanges gazeux et de leurs processus de transport au sein de la zone critique, entre le sous-sol (-6 m), le sol (-1 m) et le couvert végétal (+50m). Nous avons développé et mis en place un système de surveillance géochimique in situ en puits dédiés pour le suivi continu de la fraction molaire de CO₂ dans le sous-sol et le sol couplé à un système de surveillance micrométéorologique utilisant une tour de flux préétablie dans l'écosystème forestier (Montiers, Région Lorraine, France). Au cours des périodes d'étude allant de Juin 2018 à Décembre 2020, l'écosystème a agi comme un puits de carbone net avec une moyenne annuelle des paramètres d’échange d'écosystème net (NEE), de productivité primaire brute (GPP) et de respiration de l'écosystème (Reco) de -453±122 gC m-2y-1, -1468 ±109 gC m-2y-1, et 1052 ±88 gC m-2y-1 respectivement. L’échange de carbone, les données météorologiques et les facteurs environnementaux durant les épisodes de sécheresse ont été comparés aux données de référence à long terme enregistrées durant les années allant de 2014 à 2017. Contrairement à certaines recherches précédentes où les paramètres NEE et Reco ont diminué parallèlement pendant les épisodes de sécheresse, les données enregistrées sur site ont montré que le paramètre Reco est plus sensible à la sécheresse que le paramètre NEE, ce qui a entraîné une augmentation significative de l'échange net au sein de l'écosystème. Ainsi, durant les périodes de sécheresses d’été et d’automne (2018-2019), le paramètre de respiration de l’écosystème (Reco) a diminué de 20 %, et 26 % par rapport aux années de référence (2014-2017). Les traitement statistique des données comparées sous-sol/sol/couvert végétal, montre des preuves empiriques solides que la turbulence du vent, mesurée au travers du paramètre de vitesse de frottement (u*) joue un rôle important dans la variabilité des concentrations de CO₂ dans les sols même jusqu’à des profondeurs de -6m, ce qui n’avait jamais été établi. Nous supposons que cela pourrait être dû aux effets de pompage de la pression qui diminue la fraction molaire de CO₂ dans le sol lors de fortes turbulences et augmente le stock age du CO₂ dans les sols profonds lors de faibles turbulences. Cette étude a aussi démontre le rôle de l’hydrométrie du sol sur ces processus d’échanges. En effet, en périodes humides, la perméabilité est considérablement réduite ce qui diminue la diffusion et l'advection moléculaires. Cette étude a également révélé une forte influence biotique sur la production de CO₂. Les valeurs de δ¹³CCO₂ dans le sous-sol de notre site peuvent être attribuées à la respiration et à la décomposition des plantes en C3. Ces origines biologiques du CO₂ du sol entraine très probablement des augmentations de la densité de l'air ce qui conduit à faire migrer le CO₂ stocké vers les couches plus profondes du sol par le biais d’un mécanisme de percolation gravitationnelle. La relation des gaz du sous-sol souligne également que les composants biogéniques dominent les origines et le processus de contrôle du CO₂ du sous-sol alors que le processus géochimique joue un rôle insignifiant
This study is a continuation of our previous geochemical monitoring finding at the injection wells of Rousse 1 ( Total CCS pilot, Lacq- Rousse, France) where it was identified that the soil CO₂ mole fraction (χc) evolution in subsoil was negatively correlated with the level of the water table and the CO₂ sources were attributed to the CO₂-rich aquifers. However, it is still unclear whether this relationship exists in the forest ecosystem, representing a significant proportion of the CO₂ atmospheric budget. For this reason, this thesis focuses on monitoring the gas exchange and its main driver of the transport process between soil (-1 m), subsoil (-6 m), and biosphere. We developed and implemented an in-situ geochemical monitoring system for continuous monitoring of CO₂ mole fraction in the subsoil coupled with a micrometeorological monitoring system using a pre-established flux tower in the forest Ecosystem (Montiers, Lorraine Region, France). This soil gas measurement infrastructure combining borehole measurement with micrometeorological measurement offers great possibilities for long-term in-situ and continuous gas monitoring to derive the vertical distribution of CO₂. Thus, this infrastructure allowed the observation of the temporal dynamics in soil-gas CO₂ research. During the study periods, the ecosystem acted as a net carbon sink with a mean annual NEE, GPP, and Reco of -453±122 gC m-2y-1, -1468 ±109 gC m-2y-1, and 1052 ±88 gC m-2y-1 consecutively. The Carbon exchange, climate, and environmental drivers during the drought episodes were compared with long-term reference data recorded from 2014 to 2017. In contrast with some previous research where GPP and Reco parallelly decreased during the drought episodes, our site showed Reco is more sensitive to drought than GPP, resulting in a significant increase in Net Ecosystem exchange. Reco decreased by 20%, and 26% were found in Summer and Autumn (2018-2019) relative to the ref erence years (2014-2017). This study shows strong empirical shreds of evidence that wind turbulence plays a significant role in driving the deep soil CO₂ concentration. We hypothesize that this could be due to pressure pumping effects where it decreases the CO₂ molar fraction in the soil during high turbulence and increasing the CO₂ storage in deep soil during low turbulence. This study also demonstrates that permeability significantly reduced during wet periods diminishing molecular diffusion and advection. This study also revealed a strong biotic influence on CO₂ production. The δ¹³CCO₂ values in our site subsoil can be attributed to respiration and decomposition of the C3 plants. These biological origins of soil CO₂ are highly likely increases air density resulting in gravitational percolation that leads the CO₂ stored in a deeper layer of soil. The relationship of subsoil gases also emphasizes that biogenic components dominate the origins and controlling process of subsoil CO₂ while the geochemical process plays an insignificant role

Dans un objectif de limitation des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, la séquestration géologique du CO2 apparait comme une solution incontournable pour lutter contre le changement climatique.
Le développement d'outils de surveillance fiables pour s'assurer de la pérennité et de la sécurité des stockages est un préalable à la mise en œuvre des tels sites.
Dans ce cadre, une méthodologie de monitoring géochimique combinant la géochimie des gaz rares et des isotopes du carbone a été testée sur des analogues naturels et industriels.

Sur les analogues naturels de contextes géologiques variés, des comportements systématiques des paramètres géochimiques en fonction du confinement des sites ont pu être révélés, attestant de l'efficacité de ces outils en termes de détection des fuites et en tant que traceurs du comportement du CO2 dans les futurs sites de stockage.

De plus, une expérience de traçage géochimique sur un stockage de gaz naturel a démontré qu'il est possible d'identifier les processus physico-chimiques se déroulant dans le réservoir à l'échelle humaine, renforçant l'intérêt pour l'outil proposé et apportant des informations méthodologiques sur son utilisation.

Dans un objectif de limitation des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, la séquestration géologique du CO2 apparait comme une solution incontournable pour lutter contre le changement climatique. Le développement d’outils de surveillance fiables pour s’assurer de la pérennité et de la sécurité des stockages est un préalable à la mise en œuvre des tels sites. Dans ce cadre, une méthodologie de monitoring géochimique combinant la géochimie des gaz rares et des isotopes du carbone a été testée sur des analogues naturels et industriels. Sur les analogues naturels de contextes géologiques variés, des comportements systématiques des paramètres géochimiques en fonction du confinement des sites ont pu être révélés, attestant de l’efficacité de ces outils en termes de détection des fuites et en tant que traceurs du comportement du CO2 dans les futurs sites de stockage. De plus, une expérience de traçage géochimique sur un stockage de gaz naturel a démontré qu’il est possible d’identifier les processus physico-chimiques se déroulant dans le réservoir à l’échelle humaine, renforçant l’intérêt pour l’outil proposé et apportant des informations méthodologiques sur son utilisation
To limit emissions of greenhouse gases in the atmosphere, CO2 geological sequestration appears as a solution in the fight against climate change. The development of reliable monitoring tools to ensure the sustainability and the safety of geological storage is a prerequisite for the implementation of such sites. In this framework, a geochemical method using noble gas and carbon isotopes geochemistry has been tested on natural and industrial analogues. The study of natural analogues from different geological settings showed systematic behaviours of the geochemical parameters, depending on the containment sites, and proving the effectiveness of these tools in terms of leak detection and as tracers of the behaviour of CO2. Moreover, an experience of geochemical tracing on a natural gas storage has demonstrated that it is possible to identify the physical-chemical processes taking place in the reservoir to a human time scale, increasing interest in the proposed tool and providing general informations on its use

Une étude de caractérisation intégrée de pétrographie et géochimie organique a été réalisée dans les bassins de Sabinas et Chihuahua au Nord-Est du Mexique. Ces informations ont permis une modélisation numérique de la formation du gaz en considérant la subsidence thermique des charbons et des shales à gaz. Les objectifs de cette thèse sont les suivants: mise en place d'une méthodologie de caractérisation des roches étudiées ; estimation du potentiel générateur de gaz et sa distribution régionale ; estimation des ressources en gaz méthane. Les analyses effectuées sur l'ensemble des échantillons ont permis de caractériser la roche, les kérogènes, les huiles et les gaz. La méthodologie utilisée permet de croiser les informations pétrographiques et géochimiques pour pouvoir analyser le système pétrolier par modélisation numérique. Les analyses réalisées sont: réflectance% Ro, analyse élémentaire et immédiate, Rock Eval6 ® (Bulk Rock), [delta]13C, [delta]D, (gaz de charbon), microscopie électronique à balayage, analyse d'images, analyse des macéraux et inclusions fluides. Un programme informatique a été construit afin de croiser l'information des analyses des échantillons avec celle des expériences de maturation artificielle en laboratoire. Cette démarche nous à permis d'estimer les ressources en gaz méthane à la fois généré par les charbons et les shales gaz. La méthodologie utilisée pour l'étude des kérogènes et des gaz dans les deux bassins est à notre avis la plus appropriée pour répondre aux objectifs proposés dans ce travail de thèse. Celle-ci permet de caractériser l'évolution thermique des charbons, shales gas (gaz de schiste), et roches mères pétrolières
This comprehensive characterization study was performed using organic petrology and geochemistry conducted in the Sabinas basin and Chihuahua in northern Mexico. This information allowed a numerical modeling of gas formation, considering the thermal subsidence of coal and carbonaceous shales.The objectives of this thesis are: establish a characterization methodology for the studied rocks ; estimate potential gas generator and its regional distribution ; estimate the methane gas resources. For the development of this project, we conducted an intensive campaign representative sampling of coal, carbonaceous shales and coal gas "in situ". For the Sabinas basin were studied 97 samples and 114 samples in the basin of Chihuahua. The analyses carried out that were used on the samples analyzed allowed to characterize the kerogen and gas. The methodology used to cross petrographic and geochemical information to analyze the petroleum system by numerical modeling. Analyses were: Petrographic, reflectance %Ro, elemental analysis and immediate, Rock Eval6 ® (Bulk rock), isotopic analysis, [delta]13C, [delta]D, (coal gas), scanning electron microscopy, image analysis and analysis of macerals fluid inclusions. The analyzes that were used on the samples allowed to characterize the sample, the kerogen and gas. The methodology used to cross petrographic and geochemical information for analyze the oil system by numerical modeling. Analyses were: Petrographic, reflectance% Ro, elemental analysis and immediate, Rock Eval6 ® (Bulk rock), isotopic analysis, d13C, dD, (coal gas), scanning electron microscopy, image analysis and analysis of macerals fluid inclusions. A computer program was constructed to cross the information with the analysis of samples of artificial maturation experiments in the laboratory. This approach allowed estimation of methane gas resources generated by coal and carbonaceous shales. [...] In conclusion, between the two basins studied, the Sabinas basin, generates more gas for industrial exploitation. However, the rocks of the basin of Chihuahua unconventional types (shale gas) show good potential for hydrocarbon generation. The methodology used for the study of kerogen and gas in the two basins is in our opinion the most appropriate to meet the objectives proposed in this thesis. This allows to characterize the thermal evolution of coal, carbonaceous shale (shale gas), coal gas and hydrocarbon source rocks

La capture et le stockage géologique du CO2 constituent une option importante de limitation des émissions de gaz à effet de serre au niveau des pôles industriels et des centrales de production d’énergie. Les gaz capturés à l’issu de ces chaînes de production ne sont pas constitués de CO2 pur mais contiennent une fraction (jusqu’à 10 %) de gaz annexes qui sont essentiellement Ar, N2, SOx et NOx. Ces gaz étant pour la plupart très réactifs il est essentiel de connaître leur impact sur les conditions physico-chimiques du réservoir géologique d’accueil, ainsi que sur l’environnement dans le cas d’une de contamination des aquifères voisins du stockage. Des expérimentations en laboratoire ont simulé le vieillissement de roches de réservoir et couverture en provenance d’un réservoir carbonaté du Bassin aquitain et d’assemblages minéralogiques synthétiques dans des conditions de séquestration géologique. Les roches associées à une saumure sont altérées au contact de divers composés gazeux à 100 bar et 150°C sur une durée d’un mois : CO2 pur, SO2, NO pur et un mélange contenant majoritairement du CO2 et des fractions de Ar, N2, SO2, O2. Chaque expérience est comparée à une expérience témoin où le composé gazeux est remplacé par de l’azote. Le CO2 ne montre qu’une réactivité limitée sur les minéraux des roches. Le NO et le SO2 montrent une réactivité intrinsèque passant par des dismutations en phase aqueuse ou vapeur induisant une forte altération de la roche par une attaque acide couplée à une oxydation poussée des minéraux constitutifs des roches. Le mélange de gaz montre de la même façon une réactivité double : le S02 s’oxyde en acide sulfurique s’attaquant aux carbonates et minéraux argileux et l’O2 oxyde tous les minéraux possédant du fer ou du soufre réduit. Les gaz annexes contrôlent donc la réactivité des roches en grande profondeur. Leur présence pourrait complètement changer le comportement des roches (porosité, rhéologique) lors du stockage. Leur implication devra être anticipée dans chaque cas concret de stockage en fonction de la composition du gaz d’injection, de la minéralogie et des propriétés pétrophysiques des roches
Capture and geological storage of CO2 are an main option to limit GHEG emissions of industrial poles and power plants. The captured gases are not constituted by pure CO2 but contain a fraction (until 10 %) of other gases : Ar, N2, SOx and NOx. Most of these gases are highly reactive and could have a strong influence on physical and chemical conditions of the milieu and on the environmement if contamination of neighbour aquifers occurs by leakages. Several laboratory experiments investigated the reactivity of carbonated reservoir and cap rocks from the Aquitaine Basin as well as the reactivity of synthetic mineralogical blends in geologically relevant P-T conditions. The rocks, associated to brine, were altered in presence of various gaseous components at 100 bar and 150°C during one month : pure CO2, pure SO2, pure NO and a CO2 mixture containing fractions of Ar, N2, SO2 and O2. Each experiment was compared with a blank in which the initial gas was replaced with pure N2. Pure CO2 show a limited reactivity on the rocks. NO and SO2 show a intrinsic reactivity by disproportionations in aqueous or vapour phases implying a high alteration of rocks by compled acid – base and oxidation mechanisms. The gas mixture show also a double reactivity : SO2 is oxidized in sulphuric acid dissolving carbonates and clay minerals and O2 oxidizes all reduced mineralogical phases. These gases even in limited fractions control the reactivity of rocks. Their presence could change the behaviour of the rock toward gas and induce positive as well as negative transformations. Their implication must be checked for each geological storage as a function of gas composition, mineralogy and petrophysical

L’amélioration des connaissances concernant la distribution des hydrates de gaz dans les sédiments, leurs caractéristiques physiques, chimiques ou thermodynamiques est essentielle afin de prévenir les risques auxquels ils peuvent être associés, d’anticiper leur rôle dan l’évolution du climat ou de développer les technologies nécessaires à leur exploitation. Dans cette optique, ce travail de thèse apporte des données supplémentaires indispensables à une meilleure compréhension de leur origine, formation et stabilité. Le travail a porté su l’étude de quatre hydrates de gaz naturels issus de la marge Africaine, la marge Norvégienne et la mer de Marmara. Les hydrates des marges Africaine et Norvégienne cristallisent dans une structure de type I, ce qui est en accord avec leur origine biogénique. En revanche, ceux provenant de la mer de Marmara, composés de gaz d’origine thermogénique, ont une structure de type II. L’utilisation de la spectroscopie Raman a également permis de suivre la dissociation des hydrates naturels et de montrer qu’il n’existe pas de dissociation préférentielle entre les petites et les grandes cages formant les hydrates naturels. En outre, la grande variabilité de la zone de stabilité des hydrates sur le volcan de boue Hakon Mosby a pu être évaluée par modélisation thermodynamique. Une étude identique a montré que seuls des hydrates d’origine thermogénique peuvent se former en mer de Marmara. Enfin, l’ensemble des données géochimiques des eaux interstitielles, des gaz et des hydrates de gaz obtenus au cours de la campagne Vicking (2006) a permis d’étudier la circulation de fluide et de gaz formant les hydrates de gaz sur le volcan de boue Hakon Mosby
The knowledge of the occurrence of gas hydrates in the natural environment, their physical, chemical or thermodynamical properties is essential to prevent geohazards, to anticipate their role in climate change or to develop technologies to take advantage of this energy resource. To mis purpose, this work reports a physical and chemical characterization of four natural gas hydrates from African and Norwegian margins, and from the Sea of Marmara, for documenting their origin, formation and stability. Samples from African and Norwegian margins crystallize in type I structure. This observation is in agreement with their biogenic origin. On the other hand, hydrate samples from the sea of Marmara, characterized by a thermogenic origin, exhibit a type II structure. Raman spectroscopy was also used to investigate the dissociation processes of natural gas hydrates. These results indicate that there is no preferential dissociation of large small cages. Thermodynamical modeling let us evaluate the highly variable gas hydrate stability fields in sediments from the Hakon Most Mud Volcano, whereas it let us assert that only thermogenic gas hydrates can crystallize in the sea of Marmara. In a last chapter, geochemical data obtained from porewaters, gases, and gas hydrates collected during the Vicking cruise (2006) - HERMES Program - permitted to characterize the processes controlling the fluid circulation in the Hakon Mosby Mud Volcano where gas hydrates are present in great quantity

L'objet de cette these est l'elaboration d'un systeme de surveillance adapte a un moniteur de combustion d'une turbine a gaz. Afin d'atteindre ce but, nous suivons la demarche generale de surveillance elaboree a l'irisa. Elle consiste a partir d'une modelisation reduite mais suffisante pour discriminer les pannes a detecter, a construire une mesure de distance pertinente entre les observations mesurees et le modele choisi. Pour cela, nous nous placons selon un point de vue local et grace a des principes d'invariance nous ramenons le probleme de detection de pannes non lineaires a un probleme plus simple de detection de changement de moyenne dans une suite de variables aleatoires gaussiennes independantes et de meme matrice de covariance. Des detecteurs hors-ligne et en-ligne sont construits permettant la detection des pannes. Nous proposons plusieurs methodes de diagnostic afin de localiser les pannes. Cette etude est appliquee sur un grand nombre d'observations reelles. De plus, nous proposons la construction de detecteurs hors-ligne et en-ligne a partir des etimateurs de type robbins-monro. Enfin, nous exposons une methode de surveillance a base de reseaux d'ondelettes permettant de nous affranchir du modele physique de la turbine

Permettre à la nouvelle génération d’exploitant des centrales nucléaires d’EDF d’acquérir une base robuste sur l’environnement et les centrales nucléaires ... ... offrir à tous, amateurs de vrais livres, ou internautes convaincus, une information pédagogique sur les besoins en eau d’une centrale nucléaire, ses rejets d’effluents dans l’environnement, la surveillance de leurs éventuels impacts, sans oublier le corpus réglementaire applicable, le rôle des autorités de contrôle, ... ... c’est ce double défi qu’a relevé une équipe de chercheurs, ingénieurs, juristes, exploitants, tout juste sortis d’une vie professionnelle consacrée entièrement au domaine et forts d’une expertise reconnue, patiemment accumulée au fil des ans dans tous les métiers de l’Entreprise ; ils ont mis toutes leurs connaissances et expériences au service de ce guide. Le résultat est à la hauteur de leur talent. Après une synthèse de tout ce qu’il faut savoir en 10 pages, le guide décrit les interactions de ces grands ouvrages industriels avec leur environnement : – dans un sens, les services écologiques apportés aux centrales nucléaires pour leur permettre de produire l’électricité la moins carbonée et l’une des plus compétitives d’Europe au service du bien-être des hommes et, – dans l’autre sens, les nombreuses actions mises en oeuvre par EDF pour connaître, éviter ou réduire les effets des centrales sur les écosystèmes. L’organisation de ce guide permet au lecteur de s’y promener au gré de ses besoins ou de sa curiosité. Il y découvre l’importance qu’accorde l’exploitant à informer le public faisant sienne la définition de la transparence d’André Comte-Sponville : « Dire au public tout ce qu’il n’aimerait pas apprendre par d’autre que nous ». Un tour de la réglementation applicable aux centrales nucléaires amène le lecteur au pied de la pyramide réglementaire française des installations nucléaires de base (INB) avec à son sommet la fameuse loi TSN (Transparence et Sécurité Nucléaire) transposée aujourd’hui dans le code de l’environnement. Un détour par Oslo et Paris avec la convention OSPAR sur la protection du milieu marin ; un saut à Berne et sa convention pour la protection du Rhin, puis, bien sûr, Kyoto et le protocole sur la réduction des gaz à effet de serre, pour terminer à Bruxelles avec nombre de directives et règlements. Enfin, le guide aborde le contrôle des rejets et la surveillance de l’environnement au voisinage des centrales nucléaires, ce qui permet de suivre les principaux paramètres indicateurs de la qualité des écosystèmes terrestre et aquatique. Référence est faite aux études et aux techniques de mesures les plus sophistiquées pour déceler le moindre effet. Je remercie les auteurs pour la qualité de ce guide qui éclairera les parcours de tous nos collaborateurs qui entrent dans ce métier passionnant et rigoureux d’exploitant de centrales nucléaires. Sans nul doute, ce guide permettra aussi à un plus grand nombre de mieux connaître comment EDF conjugue les enjeux sociétaux, environnementaux et économiques au service de sa mission de producteur d’électricité.

Le dégazage magmatique est l’une des principales manifestations de l’activité volcanique, avec des effets sur l'atmosphère terrestre. C'est un phénomène complexe car il dépend de la composition des magmas et de la solubilité des différentes espèces de gaz. La surveillance des gaz apporte des informations sur les systèmes magmatiques en profondeur et sur leur évolution. Ce chapitre décrit la composition, le comportement et les méthodes d'étude et de surveillance des gaz volcaniques.

L'activité volcanique en profondeur et en surface est associée à des transferts de matière (magma, gaz, fluides) qui peuvent être détectés par des mesures microgravimétriques. Les variations engendrées sont en général très faibles par rapport à la pesanteur moyenne et leur mesure requiert donc des instruments, des procédures et des calculs spécifiques. Ce chapitre décrit ces méthodes et leurs applications en volcanologie. Une méthode en développement, basée sur les flux naturels de muons atmosphériques, est aussi décrite.

Depuis les années 1980, l’avènement des techniques de télédétection spatiales a permis une amélioration notable de la détection et du suivi des éruptions volcaniques. C'est un domaine en fort évolution, avec le développement de nouveaux capteurs et l'amélioration des résolutions spectrales et spatiales ainsi que temporelles. On utilise soit des capteurs passifs (visible, UV et IR), soit des capteurs actifs (radar, lidar). On surveille les anomalies thermiques, les écoulements, les panaches de cendres et certains gaz. Ce chapitre décrit à la fois les principes des méthodes et leurs applications à la surveillance opérationnelle.

Les écoulements pyroclastiques, EPs (ou courants de densité pyroclastiques), mélanges de gaz et de particules solides qui s'écoulent sous l’effet de la gravité, représentent l’un des phénomènes volcaniques parmi les plus dangereux. Leur étude est menée à différentes échelles durant et après les éruptions. De nombreuses approches sont développées pour étudier les caractéristiques et les mécanismes des EPs. Ce chapitre fait le point sur les techniques actuelles et en développement pour l'étude et la surveillance des EPs.

Le Laboratoire d’analyses de surveillance et d’expertise de la Marine de Brest réalise au profit des unités de la Marine nationale des analyses et expertises en chimie analytique et microbiologie ainsi que des mesures de radioactivité pour la radioprotection. L’exposition au radon – un gaz radioactif particulièrement présent en Bretagne du fait du sous-sol granitique – est la deuxième cause de cancer du poumon après le tabac. Le risque d’exposition au radon, aujourd’hui reconnu par le Code de la santé publique et le Code du travail pour la population professionnelle, constitue un enjeu majeur de santé publique en France. Le Laboratoire d’analyses, de surveillance et d’expertise de la Marine de Brest détient deux agréments réglementaires pour le dépistage du radon. Cet article présente le contexte et la stratégie de dépistage mise en œuvre par le Laboratoire d’analyses, de surveillance et d’expertise de la Marine de Brest dans le cadre des dépistages de radon, ainsi que les résultats de la campagne menée depuis 2010 dans les souterrains de la Base navale de Brest. Les résultats mettent en évidence une problématique radon pour la moitié des établissements surveillés.

À l’échelle de leur cycle de vie, toutes les constructions de Suisse – c’est-à-dire les bâtiments, les routes, les ouvrages d’infrastructure, etc. – représentent environ 50 % des besoins d’énergie finale de la Suisse. De plus, elles sont responsables de plus de 30 % des émissions de CO2, un gaz à effet de serre. Au cours des dernières décennies, les besoins énergétiques et les émissions de CO2 liées à l’utilisation des bâtiments ont fortement diminué. L’énergie grise contenue dans les bâtiments et les émissions de CO2 issues de la production des matériaux de construction, de la rénovation et du démantèlement sont cependant restées élevées. Le potentiel d’amélioration est considérable à cet égard. Le projet conjoint « Béton à basse énergie » jette les fondements d’une transformation de l’industrie de la construction en un secteur durable. Il se concentre notamment sur le béton en tant que matériau de construction engendrant des niveaux particulièrement élevés d’énergie grise et d’émissions de CO2. Les résultats de ce projet conjoint sont résumés et interprétés dans la présente synthèse « Constructions durables en béton ». Le projet conjoint s’est avant tout concentré sur les objectifs suivants : Réduire les émissions de CO2 et l’énergie grise par une diminution drastique du clinker dans le ciment. Réduire l’énergie grise en remplaçant l’acier d’armature et de précontrainte dans les structures en béton par du bois et des matériaux de synthèse. Allonger la durée de vie des ouvrages grâce à une surveillance professionnelle et des mesures de rénovation adéquates, ce qui réduit les moyennes annuelles d’énergie grise et d’émissions de CO2. Les recherches montrent que les émissions de CO2 causées par le béton et les structures en béton peuvent être réduites d’un facteur 4 et l’énergie grise mobilisée d’un facteur 3.