Explorer ensemble la géothermie

Dans le monde entier, de nombreuses universités et entreprises étudient et développent des projets de géothermie profonde pour la production d'électricité et de chaleur. Malgré quelques histoires de succès dans des conditions géologiques particulièrement avantageuses, par exemple dans la région de Munich ou dans des zones volcaniques, il s'avère qu'il n'est pas facile de réaliser avec succès des installations géothermiques profondes. Le champ des écueils possibles s'étend des échecs lors de la phase d'exploration aux tremblements de terre déclenchés et à l'opposition de la population qui y est souvent liée, en passant par les réservoirs dont la perméabilité et la productivité sont insuffisantes.

Le "Centre de compétences suisse pour la recherche énergétique - mise à disposition d'électricité" (SCCER-SoE) mène des recherches intensives sur ces thèmes, par exemple dans le cadre du page externeLaboratoire souterrain du Grimsel [1]. Les projets pilotes et de démonstration restent donc l'élément le plus important pour tester la technologie, l'améliorer et favoriser l'acceptation sociale. Toutefois, il faut typiquement cinq à dix ans pour qu'un projet de géothermie profonde puisse être réalisé. En Suisse, il n'existe actuellement que peu de projets à un stade avancé.

DESTRESS - un projet communautaire

C'est à ce stade que la coopération internationale et plus particulièrement européenne peut apporter une contribution importante. Les Etats-Unis [2] et surtout l'UE considèrent la géothermie profonde comme l'une des technologies clés du futur paysage énergétique et la soutiennent au moyen de nombreux projets. Le projet financé dans le cadre du programme européen Horizon 2020 en est un exemple. page externeDESTRESS,Le projet DESTRESS est un projet de recherche auquel participent six pays européens et la Corée du Sud. DESTRESS vise à développer et à tester, pour différents sites de démonstration, des mesures et des méthodes adaptées au sous-sol géologique local et permettant de réaliser des projets géothermiques respectueux de l'environnement et économiquement performants.

DESTRESS se focalise sur les "Enhanced Geothermal Systems" (EGS), soit systèmes pétrothermaux,Les géothermes sont des structures qui se forment dans le sous-sol profond en raison de la stimulation hydraulique : En injectant des liquides sous haute pression, on crée un réservoir artificiel dans lequel le liquide circule et se réchauffe. Les EGS ont, par rapport aux systèmes hydrothermaux l'avantage de ne pas dépendre de couches aquifères existantes et donc, en principe, d'être indépendantes du site. Le succès de tels projets dépend de trois facteurs essentiels : La géologie, la rentabilité et la société.

La géologie, un casse-tête

En matière de géologie et de rentabilité, ce sont surtout la perméabilité et la productivité du réservoir ainsi que la sismicité induite qui s'avèrent centrales. Par le passé, de nombreux projets géothermiques ont échoué parce qu'ils pompaient des quantités de fluide trop faibles et n'étaient donc pas rentables économiquement. DESTRESS teste donc sur différents sites l'effet combiné des procédés hydrauliques, thermiques et chimiques sur la productivité d'une installation.

De plus, de nouvelles technologies de forage sont utilisées : dans les procédés de "stimulation multistage", différents bras latéraux horizontaux sont créés à partir d'un trou de forage afin d'augmenter l'efficacité du système. De petits tremblements de terre sont nécessaires pour augmenter la perméabilité de la roche dans la mesure souhaitée. Tout l'art consiste à générer des secousses suffisamment petites sans déclencher de séismes potentiellement dommageables. Pour ce faire, DESTRESS utilise entre autres des systèmes de feux de signalisation adaptatifs, qui font l'objet de recherches intensives en Suisse depuis quelques années. Ils sont basés sur une surveillance sismique rapprochée, combinée à des modèles de prévision statistiques et physiques. Couplés à des mesures qui interviennent en cas de dépassement des valeurs limites, les systèmes de feux de signalisation visent à réduire le risque sismique à un niveau acceptable.

?conomiser les frais d'apprentissage

Les projets de géothermie impliquent des co?ts d'investissement relativement importants. Outre une productivité suffisante, des projets rentables présupposent des effets largement acceptés sur la société et l'environnement. Pour obtenir l'acceptation sociale et respecter les dispositions réglementaires, il est indispensable de procéder à une analyse complète et à une interprétation transparente des risques potentiellement liés aux projets géothermiques. DESTRESS développe et teste des approches et des méthodes innovantes sur des sites de démonstration présentant des conditions géologiques différentes. Un élément important consiste à rendre les connaissances acquises accessibles à un large public sous la forme de "meilleures pratiques", afin que tous ceux qui planifient ou exploitent un projet géothermique respectueux de l'environnement, économiquement fructueux et durable, paient le moins possible de frais d'apprentissage - en Europe comme ailleurs.

Stefan Wiemer a rédigé cette contribution en collaboration avec Michèle Marti rédigé par le Service sismologique suisse à l'ETH Zurich. Vous trouverez également cet article dans le page externeBlog du SCCER-SoE.