Les systèmes géothermiques améliorés.

Comme nous l’avons vu précédemment, les systèmes géothermiques naturels sont associés à des conditions géologiques très spécifiques qui se produisent dans la nature, comme celles que l’on trouve dans la ceinture de feu. Ces systèmes fournissent :

de la chaleur souterraine
de l’eau chaude ou de la vapeur
des roches poreuses, perméables et fracturées

Dans les systèmes conventionnels, les roches servent non seulement à piéger la chaleur, mais aussi à permettre aux fluides (gaz ou liquide) de s’écouler. Ces systèmes conventionnels représentent les « fruits à portée de main » du potentiel de l’énergie géothermique et ont été les premiers à être développés.

En revanche, les systèmes géothermiques non conventionnels utilisent des réservoirs artificiels pour fournir de l’énergie géothermique à partir de ressources naturelles autrefois considérées comme irrécupérables en raison de leur manque d’eau, de leur profondeur ou de leur type de roche. Par exemple, nous trouvons parfois des roches profondément sous terre avec beaucoup de chaleur, mais pas assez de fluide pour transporter la chaleur et des voies limitées dans la roche pour conduire le fluide. Ces types de problèmes ont été résolus en utilisant la technologie d’ingénierie pour créer des systèmes géothermiques améliorés (EGS).¹

Nommez les trois ingrédients nécessaires à la formation d'une ressource géothermique.

Chaleur abondante dans les roches, fluides, circuit d'injection/production

Faux

Chaleur abondante dans les roches, petites fractures dans la roche, circuit d'injection/production

Faux

Chaleur abondante dans les roches, fluides, roches poreuses et perméables

Vrai

L’objectif de l’EGS est de recréer ces mêmes conditions géologiques dans des endroits situés en dehors de la ceinture de feu, autrement dit dans des endroits où la géologie n’est pas naturellement favorable aux systèmes hydrothermaux. Les EGS permettent d’exploiter les ressources géothermiques profondes qui qui ne seraient autrement pas rentables en raison d’un manque d’eau, de leur localisation ou du type de roche. Les aspects de l’ingénierie, illustrés dans le diagramme ci-dessous, consistent à injecter des fluides (pour transporter la chaleur) et ensuite à fracturer la roche (pour augmenter la capacité du fluide à s’écouler à travers la roche et à amener l’énergie thermique souterraine à la surface). ²³

Une vue en coupe du système géothermique et de la centrale électrique qui l’accompagne pourrait ressembler au schéma ci-dessous, avec un fluide géothermique circulant dans le système entre le puits d’injection (le fluide plus froid entre dans le réservoir) et le puits de production (le fluide chauffé amène l’énergie géothermique à la surface pour être utilisée à la centrale électrique).⁴

L’EGS offre la possibilité d’étendre l’utilisation des ressources géothermiques à des zones plus vastes de l’ouest des États-Unis, ainsi qu’à de nouvelles zones géographiques sur l’ensemble du territoire Américain. Un certain nombre d’étapes sont nécessaires pour développer un projet de réservoir géothermique EGS économiquement viable, comme le montre le diagramme séquentiel ci-dessous.

Premièrement, un puits d’exploration est foré pour confirmer la géologie souterraine. Deuxièmement, un réservoir doit être « conçu » pour permettre l’écoulement du fluide. Un puits d’injection est foré et la roche est « stimulée » en injectant des fluides à haute pression profondément sous terre afin de créer des fractures qui amélioreront l’écoulement du fluide. Troisièmement, un puits de production est foré pour permettre l’écoulement des fluides chauds vers la surface. Quatrièmement, la circulation des fluides est confirmée : le fluide (1) est injecté dans le réservoir géothermique par un puits d’injection (bleu), (2) circule à travers le réservoir de roche chaude et se réchauffe, et (3) retourne à la surface par un puits de production (rouge) à haute température et est maintenant prêt à être utilisé à la centrale électrique.⁵

De nombreuses autres technologies géothermiques sont en cours de développement, tant dans les laboratoires gouvernementaux que dans le cadre de la recherche industrielle. Les scientifiques et les ingénieurs doivent relever des défis tels que la réduction du coût du forage et la création de réseaux de fractures optimaux afin d’accroître la viabilité de ces systèmes.

Chapitre Précédent

Retour au Module

Chapitre Suivant

Source d’image :

Infographie EERE sur les systèmes naturels et les systèmes EGS: U.S. Dept. of Energy, EERE
Solution EGS EERE: U.S. Dept. of Energy, EERE
Système EGS DOE: U.S. Dept. of Energy, NREL
Séquence de développement EGS EERE: U.S. Dept. of Energy, EERE