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Deciphering the hydro-mechanical coupling and multiscale response of basaltic rocks under mineral carbonation: implications for carbon sequestration in the subsurface

Description du projet

Recherches sur le basalte et son potentiel pour les applications de stockage du CO2

Ces dernières années, différentes technologies et solutions de captage et de stockage du CO2 ont été mises au point afin de contribuer à la réalisation des objectifs du pacte vert. La technologie de séquestration du CO2, en particulier, a été largement adoptée, l’utilisation de roches basaltiques étant privilégiée pour réduire les coûts d’investissement et le risque de fuites de CO2. Cependant, les recherches sur le basalte en tant que solution de stockage du CO2 restent limitées. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet DECODE comblera cette lacune en analysant la réponse hydromécanique couplée à long terme des basaltes à l’injection de CO2 à différentes échelles. Il mènera des expériences clés sur la déformation des roches à l’échelle micrométrique et centimétrique afin de recueillir des données exhaustives susceptibles de démontrer que le basalte constitue une solution efficace et sûre pour le stockage du CO2.

Objectif

Sustainable usage of the subsurface for mitigating climate change relies on multiple low-carbon solutions. CO2 sequestration has become an increasingly adopted technology, with basaltic rocks emerging as a prime target due to low upfront capital cost and the negligible risk of CO2 leakage, as it is converted into solid mineral forms. Commercial-scale applications of CO2 storage in basalt requires a thorough understanding of the mechanical response of reservoir rocks to injected CO2.

This project, DECODE, aims to reveal the long-term coupled hydro-mechanical response of basalts to injected CO2 across scales. DECODE will perform state-of-the art experiments at two scales:
(1) Micrometer-scale experiments in sophisticated X-ray transparent deformation rig, where the in-situ mineral carbonation process will be visualized; and
(2) Centimetre scale rock deformation experiments using full-field measurements under axisymmetric and true triaxial stress conditions, to highlight the strain localization and changes in permeability during CO2 injection-induced failure.

Building upon the laboratory experiments, at the meter and kilometer scales, a numerical model will be developed using the Discrete Element Method and the homogenized response of permeability associated with mineral carbonation, to better understand hydro-mechanical coupling with CO2 injection in basaltic rocks.

The breakthrough of the project is to advance the understanding of reactive transport in geomaterials and to establish basalt as a safe and effective CO2 storage solution. The proposed research programme leverages the strengths of both the fellow and the host supervisor: the fellow specializes in experimental rock mechanics and deformation localization, while the host supervisor brings expertise in grain-scale modelling. This complementary expertise, combined with a well-tailored career development package for the fellow at the host university (Manchester), ensures the success of DECODE.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

THE UNIVERSITY OF MANCHESTER
Contribution nette de l'UE
€ 260 347,92
Adresse
OXFORD ROAD
M13 9PL Manchester
Royaume-Uni
Région
North West (England) Greater Manchester Manchester
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée