Que sont les stockage souterrain de gaz et systèmes d'injection soutirage ?
Le stockage souterrain de gaz est l'infrastructure stratégique qui permet à la France d'absorber les variations saisonnières de consommation (consommation hivernale 2-3 fois supérieure à l'été) et de sécuriser l'approvisionnement en cas de crise (rupture interconnexion, pic de froid). La France utilise trois technologies de stockage souterrain : nappes aquifères poreuses (gaz stocké dans formations sableuses entre 400 et 1 500 m de profondeur, sous couvertures argileuses étanches, capacité unitaire 5-20 TWh), cavités salines lessivées (cavernes artificielles creusées dans massifs salifères Trias à 800-1 700 m de profondeur par lessivage à l'eau douce, capacité 200-500 millions de m³ par caverne, vitesse de soutirage rapide), gisements déplétés (anciens champs de gaz ou pétrole épuisés réutilisés pour restockage, rare en France, principal au Niger Marauine, Allemagne Rehden).
En France, Storengy (filiale 100 % Engie, siège Bois-Colombes 92, environ 1 200 salariés, CA 1 Md€/an) est le leader avec 9 sites de stockage souterrain totalisant environ 110 TWh capacité utile : 5 sites en nappes aquifères (Chémery 41 capacité 26 TWh, Cerville-Velaine 54 capacité 8 TWh, Beynes 78 capacité 12 TWh dont Beynes Profond et Saint-Illiers 78, Gournay-sur-Aronde 60 capacité 7 TWh, Saint-Clair-sur-Epte 95 capacité 4 TWh) et 4 sites en cavités salines (Etrez 01 capacité 13 TWh dans 28 cavités, Tersanne 26 capacité 7 TWh dans 14 cavités, Manosque 04 partagé avec Geomethane capacité 8 TWh, Hauterives 26). Teréga exploite le site Lussagnet 40 / Izaute 32 en nappe aquifère (capacité 5,9 TWh, 100 puits, 700 km de canalisations internes). Geomethane Manosque 04 (joint-venture Storengy + Total + Géosel pour gaz industriel) exploite cavités salines dans le diapir de Manosque. Géostock Rueil-Malmaison 92 (filiale Entrepose Contracting groupe Vinci) est l'ingénieur référent international pour la conception de cavités salines de stockage.
Spécifications techniques et procédés de production
Caractéristiques techniques des sites de stockage souterrain français :
Familles de produits et caractéristiques
| Site | Type stockage | Capacité utile | Profondeur | Exploitant |
|---|---|---|---|---|
| Chémery 41 (Loir-et-Cher) | Nappe aquifère | 26 TWh | 1 100 m | Storengy (Engie) |
| Etrez 01 (Ain) | Cavité saline 28 cavernes | 13 TWh | 1 100 à 1 400 m | Storengy (Engie) |
| Beynes 78 (Yvelines) | Nappe aquifère | 12 TWh | 400-740 m | Storengy (Engie) |
| Manosque 04 (Alpes-Haute-Provence) | Cavité saline | 8 TWh | 1 200-1 700 m | Storengy + Geomethane |
| Tersanne 26 (Drôme) | Cavité saline 14 cavernes | 7 TWh | 1 200-1 500 m | Storengy (Engie) |
| Lussagnet 40 + Izaute 32 | Nappe aquifère | 5,9 TWh | 500-700 m | Teréga (Snam + GIC) |
Grades et conditionnements commerciaux
- Stockage en nappe aquifère Chémery 41 (Storengy, filiale Engie) : plus grand site français avec capacité utile 26 TWh, formation sableuse poreuse Tritisique 1 100 m profondeur sous couverture argileuse étanche, 80 puits d'injection-soutirage, débit soutirage 50 GWh/jour.
- Stockage en cavité saline Etrez 01 (Storengy) : 28 cavernes lessivées dans massif salifère Trias entre 1 100 et 1 400 m profondeur, volume géométrique total 25 millions de m³, capacité utile 13 TWh, gaz comprimé 80-260 bar, soutirage rapide 100 GWh/jour.
- Stockage en cavité saline Tersanne 26 (Storengy + Geomethane Manosque 04) : 14 cavernes salines diapir Trias 1 200-1 500 m profondeur, capacité utile 7 TWh, deuxième site cavernes salines de France, applications soutirage rapide hiver crise gaz.
- Stockage en nappe aquifère Lussagnet 40 / Izaute 32 (Teréga, ex-TIGF) : site historique de la filière française mis en service 1957, capacité utile 5,9 TWh, 100 puits d'injection-soutirage, 700 km de canalisations internes inter-puits, débit 30 GWh/jour.
- Système d'injection-soutirage haute pression Geostock (Géostock Rueil-Malmaison 92, filiale Entrepose/Vinci) : ingénierie complète puits têtes de puits Christmas Tree API 6A 10 000 psi, compresseurs Solar Turbines Mars 100, déshydratation TEG triéthylène glycol, mesure débit ultrasonique homologué LNE.
Normes et réglementations
Référentiels normatifs et réglementaires applicables au stockage souterrain de gaz :
- Code minier (livre III sur le stockage souterrain) : régime juridique des stockages souterrains de gaz, autorisations Concession et Permis d'Exploitation, contrôle DREAL.
- Décret 2006-649 du 2 juin 2006 modifié : police des mines et stockages souterrains, contrôle inspection DREAL, plans de surveillance puits et cavernes.
- Arrêté du 22 mars 2018 (RSE Réseaux Souterrains et Equipements) : règles techniques sécurité applicables aux installations de stockage souterrain de gaz, contrôle équipements puits.
- NF EN 1918 (parties 1 à 5) : Infrastructures gazières - Stockage souterrain de gaz - Recommandations fonctionnelles pour nappes aquifères, gisements déplétés, cavités salines, cavités minées, exploitation.
- API Specification 6A : Specification for Wellhead and Christmas Tree Equipment, têtes de puits stockage souterrain pression 5 000-15 000 psi.
- Directive ATEX 2014/34/UE + DESP 2014/68/UE : équipements de surface tête de puits et installations process en zones explosives 0/1/2, marquage CE obligatoire.
Procédés industriels détaillés
Étapes industrielles de création et exploitation d'un stockage souterrain de gaz :
Étude géologique et sismique 3D
Étude géologique régionale et acquisition sismique 3D pour caractériser la formation cible (porosité, perméabilité, étanchéité couverture), réalisation forages d'exploration profonds 800-1 700 m avec carottage continu, tests pétrophysiques en laboratoire (BRGM, ENSG).
Forage et complétion des puits
Forage des puits d'injection-soutirage par appareils de forage onshore type Drillmec ou Schlumberger (sociétés de forage Geoservices, Drillec Forage, Forasol) avec boue à base eau ou polymère, tubage cuvelage cimenté API 5CT (Vallourec Aulnoye-Aymeries 59), profondeurs 400-1 700 m.
Lessivage cavité saline (si cavités salines)
Pour cavités salines (Etrez 01, Tersanne 26, Manosque 04) : lessivage à l'eau douce injectée par tube central et saumure remontée par espace annulaire, durée 2-5 ans pour caverne 500 000 m³, contrôle géométrie par sonar 3D, saumure valorisée Solvay Tavaux 39 ou rejets contrôlés.
Surface installations process
Construction installations surface : têtes de puits Christmas Tree API 6A pression 10 000 psi, collecte vers stations centrales avec séparateurs liquide-gaz, déshydratation TEG triéthylène glycol pour éliminer eau (point de rosée < -10 °C), compresseurs Solar Turbines Mars 100 (10 MW) pour injection, détendeurs Joule-Thomson pour soutirage.
Mise en gaz et test de cyclage
Mise en gaz progressive avec coussin permanent (cushion gas, gaz non récupérable nécessaire à maintenir pression et structure formation) représentant 30-50 % du stock utile, tests de cyclage injection-soutirage sur première année, calibration modèle géologique dynamique.
Exploitation cyclique saisonnière
Exploitation cyclique annuelle : injection avril-octobre (été) à 100-150 GWh/jour, soutirage novembre-mars (hiver) à 200-300 GWh/jour. Surveillance permanente puits par capteurs pression-température fond, sismique 4D périodique (tous 5 ans), inspections puits par tubage caméra et logs nucléaires.
Le marché français
Le marché européen du stockage souterrain de gaz totalise environ 1 100 TWh de capacité utile (140 sites dans 19 pays UE), dont les principaux sont l'Allemagne (244 TWh, 47 sites dont Rehden 39 TWh, Etzel 17 TWh, premier stockeur européen Uniper + ENGIE Storage Deutschland), l'Italie (197 TWh, Stogit filiale Snam), la France (138 TWh, Storengy + Teréga), les Pays-Bas (134 TWh, Gasunie), l'Autriche (95 TWh, RAG + OMV). La crise gazière 2022 post-invasion russe Ukraine a déclenché une vague d'investissements massifs : remplissage obligatoire des stockages à 90 % au 1er novembre (règlement UE 2022/1032), construction de nouvelles cavernes en Allemagne et Pays-Bas, conversion progressive vers stockage hydrogène à partir de 2025.
En France, Storengy (siège Bois-Colombes 92, filiale 100 % Engie, environ 1 200 salariés, CA 1 Md€/an, 9 sites totalisant 110 TWh) est le leader mondial du stockage souterrain de gaz avec aussi des activités internationales (UK Stublach 50 TWh capacité, Allemagne Peckensen et Hauptdorf 13 TWh, opérations conseil Inde, Chine). Teréga exploite Lussagnet 40 + Izaute 32 (5,9 TWh, mise en service 1957) en nappe aquifère et développe le projet HyGreen Provence avec Storengy pour stockage hydrogène en cavités salines Manosque 04. Geomethane (joint-venture Storengy + Total + Géosel) exploite cavités salines Manosque 04 pour gaz industriels. Géostock Rueil-Malmaison 92 (filiale Entrepose Contracting groupe Vinci, 180 salariés) est ingénieur référent mondial pour cavités salines de stockage hydrogène, gaz naturel et hydrocarbures avec projets en cours en Allemagne, Royaume-Uni, États-Unis, Chine.
Le marché français du stockage souterrain est régulé par la Commission de Régulation de l'Énergie (CRE) depuis 2018 (loi du 30 décembre 2017) qui fixe les revenus régulés des stockeurs (compensation par tarif ATS Accès Tiers Stockage payé par tous les expéditeurs). Les investissements annuels combinés Storengy + Teréga sont de 200-300 M€/an. Les projets stratégiques en cours : conversion progressive de cavernes salines vers stockage hydrogène (Storengy projet Hypster à Etrez 01, 44 GWh capacité H2 prévu 2026), projet HyGreen Provence Teréga + Storengy à Manosque 04 (200 GWh H2 capacité prévu 2028), conversion Beynes 78 en stockage biométhane. France 2030 finance 9 Md€ pour la filière hydrogène 2021-2030 incluant infrastructures stockage souterrain.
Applications et débouchés industriels
Programmes publics soutenant la filière française stockage souterrain de gaz :
- France 2030 hydrogène (9 Md€ 2021-2030) : volet stockage souterrain H2 incluant projet Hypster Storengy Etrez 01 (44 GWh capacité hydrogène cavité saline, mise en service 2026).
- Règlement UE 2022/1032 stockage gaz : remplissage obligatoire 90 % au 1er novembre chaque année, financement EU compensation coût remplissage.
- Programme PIIEC Hy2Use (UE 2022, 5,2 Md€) : soutien à la filière hydrogène européenne incluant infrastructures stockage souterrain H2 (Storengy + Teréga).
- Tarif ATS Accès Tiers Stockage régulé CRE depuis 2018 : compensation revenus stockeurs Storengy + Teréga via tarification expéditeurs (1 Md€/an cumul).
- Stratégie Nationale Bas-Carbone SNBC : conversion progressive 12 sites stockage gaz vers biométhane et hydrogène 2025-2050, objectif 100 % décarboné 2050.
Questions fréquentes
Quelle est la capacité de stockage souterrain de gaz en France ?
La France dispose de 12 sites de stockage souterrain totalisant 138 TWh de capacité utile (équivalent à 1/3 de la consommation annuelle française qui est de 400 TWh). Cette capacité se répartit entre Storengy (filiale 100 % Engie, siège Bois-Colombes 92, environ 1 200 salariés, CA 1 Md€/an) qui exploite 9 sites pour 110 TWh (Chémery 41 capacité 26 TWh, Etrez 01 capacité 13 TWh, Beynes 78 capacité 12 TWh, Manosque 04 capacité 8 TWh partagé avec Geomethane, Tersanne 26 capacité 7 TWh, Gournay-sur-Aronde 60 capacité 7 TWh, Cerville-Velaine 54 capacité 8 TWh, Saint-Clair-sur-Epte 95 capacité 4 TWh, Saint-Illiers 78), et Teréga (siège Pau 64, filiale Snam Italie + GIC Singapour + EDF Invest + Crédit Agricole Assurances) qui exploite Lussagnet 40 + Izaute 32 pour 5,9 TWh, et Geomethane Manosque 04 (joint-venture Storengy + Total + Géosel) pour environ 8 TWh additionnels en cavités salines pour gaz industriels.
Quelles sont les 3 technologies de stockage souterrain de gaz ?
Trois technologies de stockage souterrain sont utilisées dans le monde : (1) nappes aquifères poreuses (gaz stocké dans formations sableuses ou calcaires entre 400 et 1 500 m de profondeur, sous couvertures argileuses étanches, capacité unitaire 5-30 TWh, mise en charge longue 5-10 ans, soutirage modéré, idéal stockage saisonnier base) : Chémery 41, Beynes 78, Gournay-sur-Aronde 60, Cerville-Velaine 54, Lussagnet 40. (2) Cavités salines lessivées (cavernes artificielles creusées dans massifs salifères Trias entre 800 et 1 700 m de profondeur par lessivage à l'eau douce, capacité 200-500 millions de m³ par caverne, mise en service rapide 2-5 ans, soutirage très rapide 200 GWh/jour, idéal sécurité d'approvisionnement et pics de demande) : Etrez 01, Tersanne 26, Manosque 04. (3) Gisements déplétés (anciens champs de gaz ou pétrole épuisés réutilisés, rare en France, principal en Allemagne Rehden 39 TWh, USA, Italie Cortemaggiore).
Qu'est-ce que Storengy et qui le possède ?
Storengy est le leader français et mondial du stockage souterrain de gaz, filiale à 100 % du groupe Engie (ex-GDF Suez, ex-Gaz de France) depuis sa création en 2008 par filialisation des activités stockage de Gaz de France. Le siège est à Bois-Colombes 92 (Hauts-de-Seine, partagé avec Engie), avec environ 1 200 salariés et un CA de 1 Md€/an. Storengy exploite 9 sites en France totalisant 110 TWh de capacité utile (sur les 138 TWh nationaux), 4 sites internationaux : UK (Stublach 50 TWh + Hole House, joint-venture avec Petronas), Allemagne (Peckensen 6 TWh + Hauptdorf), et est ingénieur conseil pour des projets dans le monde entier (Chine, Inde, USA). Storengy développe activement la conversion vers stockage hydrogène avec le projet Hypster à Etrez 01 (Ain) pour 44 GWh capacité H2 en cavité saline (mise en service prévue 2026) financé par le programme Horizon Europe Hy2Use.
Quelle différence entre cavité saline et nappe aquifère pour le stockage ?
Les deux technologies répondent à des besoins complémentaires. Une nappe aquifère est une formation géologique poreuse naturelle (sables, grès, calcaires fracturés) saturée en eau, dans laquelle on injecte le gaz qui chasse partiellement l'eau et reste piégé sous une couverture argileuse imperméable. Capacité unitaire élevée 5-30 TWh, mise en service longue 5-10 ans de remplissage initial, vitesses d'injection et de soutirage modérées (50-100 GWh/jour), idéale pour stockage saisonnier de base hiver/été. Exemples français : Chémery 41 (26 TWh, le plus grand), Beynes 78 (12 TWh), Gournay-sur-Aronde 60 (7 TWh), Lussagnet 40 Teréga (5,9 TWh). Une cavité saline est une caverne artificielle creusée dans un massif salifère par lessivage à l'eau douce (le sel est dissous et la saumure pompée), volume géométrique 200-500 millions de m³, mise en service rapide 2-5 ans, vitesses d'injection-soutirage très élevées (200-300 GWh/jour), idéale pour sécurité d'approvisionnement et pics de demande hivernale. Exemples français : Etrez 01 (13 TWh, 28 cavernes), Tersanne 26 (7 TWh, 14 cavernes), Manosque 04 (8 TWh). Les cavités salines sont aussi la technologie préférée pour le futur stockage hydrogène (projets Hypster Storengy, HyGreen Provence Teréga).