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Décryptages

Géothermie : des techniques nouvelles

Pourquoi ne pas « créer » l’eau souterraine chaude ? La technique consiste à injecter de l’eau froide dans des couches rocheuses sèches et chaudes, et de la récupérer une fois qu’elle s’est réchauffée à leur contact. L’utilisation de champs pétroliers en fin de vie est également étudiée.

L'installation pilote de Soultz-sous-Forêts utilise la chaleur de roches profondes. © F.FLORIN

La géothermie des roches fracturées

Les techniques d’exploitation géothermique ne s’intéressent pas seulement aux nappes d’eaux chaudes souterraines naturelles (Voir le décryptage : « L’électricité géothermique »). Depuis quelques années, la géothermieLe terme géothermie désigne à la fois la science qui étudie les phénomènes thermiques internes au globe terrestre... peut être « créée » par l’injection d’eau dans des roches « sèches », c’est-à-dire faiblement perméables, par exemple, un massif granitique fracturé.

On choisit des roches situées à grande profondeur, dans des endroits à fort gradient géothermiqueLe gradient géothermique est l'augmentation de température constatée du sous-sol à mesure que l'on s'éloigne de la surface..., où règne une température élevée. Le principe est de forer deux puitsDésigne la cavité cylindrique creusée dans le sous-sol par un forage... à une centaine de mètres l’un de l’autre. Dans l’un, on injecte de l’eau à haute pression, ce qui agrandit, ou même crée, un réseau de fractures dans la roche. Dans le deuxième puits, on pompe l’eau réchauffée par son passage dans les roches à haute température. Une fois que le réseau de fractures assure la circulation de l’eau, tout est en place pour injecter un débit d’eau froide constant dans les roches, et récupérer de l’eau chaude.

5000 mètres : la profondeur du puits pilote à Soultz-sous-Forêts

L’exemple de Soultz-sous-Forêts

Un test de ce type est mené depuis 2002 en Alsace, à Soultz-sous-Forêts1. Les puits sont forés à 5 000 mètres de profondeur, au cœur d’un massif granitique. En 1997, après dix ans de tests et sondages, une circulation d'eau a été réalisée pendant quatre mois entre les deux forages profonds. Le tout, avec un débit de 25 kilos/seconde et une température supérieure à 140 °C, sans perte d'eau ni effet de corrosionAltération d'un matériau sous l'effet de facteurs physiques ou physico-chimiques..., et avec une puissanceEn physique, la puissance représente la quantité d'énergie fournie par un système par unité de temps... de pompageLe pompage est une technique de récupération assistée du pétrole et du gaz... modeste. Cette première mondiale a donné le feu vert à la poursuite du programme : la construction d'un pilote scientifique avec la réalisation de trois forages profonds de 5 000 mètres. En 2008, une centrale électrique d’une puissance de 1,5 MW a été mise en service. Elle permet d’assurer la consommation d'une petite ville.

Sur ce même modèle, une installation commerciale fonctionne en Allemagne à Landau, dans le fossé rhénan, et un projet est en cours de finalisation en Australie dans le Copper Basin à Habanero. En parallèle, quatre projets différents sont à des stades de maturation très avancés aux États-Unis. Une complète maîtrise de la stimulation des réservoirs, jointe à l’amélioration des technologies de forageUn forage consiste à creuser un trou dans le sous-sol grâce à une machine adaptée..., de l’efficacité des centrales à fluides binaires, et de la fiabilité des pompes immergées, permettrait de baisser les coûts de production et d’étendre cette technologie à de larges portions de surfaces continentales.

L'eau chaude géothermique peut se trouver dans des réservoirs pétroliers et peut être utilisée.

Utiliser des champs pétroliers en fin de vie

La géothermie pourrait aussi s’appuyer sur les champs pétroliers arrivés à terme, leur offrant ainsi une seconde vie. En effet, elle pourrait se déployer sur les eaux, parfois très chaudes, associées aux réservoirs pétroliers dans les bassins sédimentaires.

Des schémas d’exploitation plus futuristes - à échéance 2030 - font également l’objet de recherche. C’est le cas des réservoirs de très haute température (> 400 °C), dans lesquels l’eau est dans un état dit « supercritique » (ni liquide, ni vapeur). Ces réservoirs permettraient de forer des puits délivrant des puissances dix fois plus élevées qu’un forage classique. On commence aussi à évoquer l’exploitation de ressources géothermales sous-marines.

 

Source :

(1) Geothermie-Soultz (infographies)