En 2013, le Conseil fédéral et le Parlement ont fixé la Stratégie énergétique 2050. A peine un an plus tard, huit pôles de compétence en recherche énergétique étaient créés, dont le SCCER-SoE. Ce pôle se consacre à la recherche innovante et durable dans les secteurs de l’énergie hydraulique et de la géothermie. Son activité est concentrée sur l’électricité qui peut être produite de manière flexible ou de manière ininterrompue sous forme d’énergie en ruban. En étroite collaboration avec le monde scientifique et l’industrie, le SCCER-SoE a pour but de répondre aux questions centrales suivantes :

• Est-il possible de générer entre cinq et dix pour cent de l'énergie nécessaire en Suisse, au moyen de la géothermie profonde, de manière sûre et à un tarif concurrentiel ?

• Le stockage de CO2 constitue-t-il une méthode utile pour générer de l'électricité à partir de sources d'énergie fossiles et de manière pratiquement neutre au niveau climatique ?

• Comment et à quel prix augmenter de dix pour cent la productivité des centrales hydroélectriques ainsi que leur flexibilité, tout en maintenant à long terme l'infrastructure nécessaire ?

Actuellement, 240 collaborateurs scientifiques et administratifs, doctorants et professeurs travaillent sur plus d’une centaine de projets afin d’apporter des réponses à ces questions. Certains projets sont en phase de planification ou de lancement, d’autres ont déjà obtenu leurs premiers résultats ou été clôturés avec succès.

L’objectif de cette newsletter est de vous fournir deux à trois fois par an un état des lieux exclusif des projets du SCCER-SoE. Dans ce numéro, nous vous conduisons dans les tréfonds du massif du Grimsel, puis sur les sommets aériens des Alpes. Nous revenons également sur les moments forts de l’année 2015 et vous présentons les événements importants à venir.

La conférence annuelle 2015 du SCCER-SoE s’est tenue les 10 et 11 septembre à l’Université de Neuchâtel. Des invités de renom issus du monde de la science, de l’industrie et de la politique ont présenté les toutes dernières connaissances sur l’énergie hydraulique et la géothermie en Suisse. Par ailleurs, les quelque 150 participants ont pris part à des discussions animées sur tous les projets en cours, qui étaient présentés sur des posters.

Si vous avez manqué la conférence annuelle ou si vous souhaitez rechercher une information, cliquez ici pour accéder à l’intégralité des supports des interventions et des posters (classés par tâche) présentés à la conférence annuelle.

C’est une première pour le SCCER-SoE et NRP 70 : il y a tout juste trois semaines, une quarantaine de doctorants ont assisté à la PhD School de quatre jours sur l’énergie hydraulique et la géothermie. Dans un cadre idyllique et isolé, l’hôtel Grimsel Hospiz était le lieu idéal pour accueillir cette PhD School en raison de sa proximité avec le laboratoire souterrain du Grimsel et le système complexe d’énergie hydraulique de la centrale Kraftwerke Oberhasli AG (KWO).

Après une introduction globale de ces deux thèmes, les doctorants, séparés en deux groupes en fonction des thèmes de recherche, ont participé à plusieurs conférences et ateliers. Des représentants du milieu de la recherche, de l’économie et de la politique se sont attachés à leur faire découvrir de nouvelles perspectives dans leurs domaines de recherche. Le dernier jour, par 40 centimètres de neige fraîche, les participants ont eu plaisir à retrouver un peu de chaleur au cœur de la montagne lors d’une visite complète de la centrale de pompage-turbinage Grimsel 2 et du laboratoire souterrain de la Nagra. Les échanges pendant les pauses et en soirée ont aussi été très instructifs, ce qui a contribué à la grande qualité de la PhD School et largement compensé le trajet quelque peu aventureux à cause des chutes de neige.

Compte-rendu de Severin Stähly, EPFL-LCH

Au cours des dix derniers mois, le SCCER-SoE a accueilli six nouveaux professeurs dans son équipe. Ils sont tous spécialisés en géothermie et travaillent dans quatre grandes écoles suisses où il est possible de les rencontrer :

• Stephen Miller du Centre for Hydrogeology and Geothermics de l’Université de Neuchâtel
• Martin Saar dirige le groupe Geothermal Energy and Geofluids de l’ETH de Zurich
• Marie Violay du Laboratory of Experimental Rock Mechanics de l’EPF de Lausanne
• Benoît Valley du Centre for Hydrogeology and Geothermics de l’Université de Neuchâtel
• Brice Lecampion du Geo-energy Laboratory – Gaznat Chair on Geo-energy de l’EPF de Lausanne
• Matteo Lupi du groupe Reservoir Geology and Sedimentary Basin Analysis de l’Université de Genève

Si vous souhaitez avoir une vue d’ensemble du SCCER-SoE, vous trouverez toutes les informations utiles dans le dépliant du SCCER-SoE. Il explique de manière brève et concise le rôle du SCCER-SoE, sa mission, le cadre dans lequel il évolue et ses perspectives ainsi que les objectifs poursuivis par les quatre principaux secteurs de recherche. Ce dépliant est disponible en ligne en français, allemand, italien et anglais.

Depuis quelques semaines, une activité intense règne dans le laboratoire souterrain du Grimsel, à 450 mètres de profondeur, où le projet interdisciplinaire In-situ Stimulation and Circulation est mené à bien. Le responsable du projet, Florian Amann, et les membres de son équipe analysent les possibilités d’obtenir la perméabilité nécessaire de la roche pour pouvoir réaliser un projet de géothermie, sans pour autant provoquer trop de secousses.

A ce stade, cinq forages d’une longueur totale de 140 mètres ont été réalisés et les premiers tests ont été effectués. L’un de ces essais a pour but de déterminer à l’aide de méthodes hydrauliques (appelées mini-fracs) les tensions in situ dans la roche cristalline, en particulier dans les zones où se trouvent de grandes failles. Pour cela, on a injecté de l’eau dans trois puits de forage jusqu’à ce que la pression soit si forte que la roche se fissure. Ensuite, la pompe à haute pression a été arrêtée et l’évolution caractéristique de la pression dans le puits de forage a donné des indications sur la tension minimale dans la roche. Durant ces processus, plusieurs instruments de mesure ont enregistré en temps réel les activités micro-acoustiques. Les résultats montrent comment les fissures induites par la pression hydraulique se propagent de manière radiale par rapport au puits de forage, tant durant la phase de pompage que durant l’arrêt de la pompe. Ces informations sont particulièrement importantes car la direction et l’ampleur des contraintes du massif n’étaient pas connues avec certitude avant ce test.

Les stimulations définitives seront réalisées vers le milieu de l’année prochaine, dès que les travaux de forage, la consolidation du réseau de mesures ainsi que d’autres essais seront terminés.

De quoi s’agit-il ?
Le but de ce projet est de mesurer le plus précisément possible l’épaisseur de tous les glaciers suisses, y compris la topographie du lit glaciaire.

Dans quel but ?
Le recul des glaciers va modifier la disponibilité de l’eau dans les ruisseaux et les rivières. L’eau des Alpes suisses est utilisée pour l’approvisionnement en eau potable et l’irrigation, mais est aussi très prisée pour la production d’électricité. Les prévisions sur les quantités d’eau futures dans les bassins versants des grandes centrales hydroélectriques resteront incertaines tant que l’on ne connaîtra pas précisément le volume actuel des glaciers.
En outre, des vallées glacières aujourd’hui pourraient devenir demain des lieux de barrage et une connaissance précise du lit glaciaire permet de les identifier dès à présent.

Quels acteurs ?
Les mesures sont effectuées en coopération avec le Laboratoire d’Hydraulique, d’Hydrologie et de Glaciologie (VAW) et l’Institut de géophysique (IG) de l’ETH de Zurich. Le projet est largement financé par le SCCER-SoE (Task 2.1) et la Commission suisse de géophysique (SGPK). Il est dirigé par les professeurs Martin Funk du VAW et Hansruedi Maurer de l’IG. Leur équipe compte plusieurs membres : Lasse Rabenstein (VAW et IG), Andreas Bauder (VAW), Lisbeth Langhammer (IG) et Christoph Bärlocher (IG). Geosat SA, Air-Glaciers SA et BRTechnik y coopèrent également en tant que partenaires.

Avec quelles méthodes ?
Dans certaines conditions, les ondes électromagnétiques d’un radar peuvent traverser la glace du glacier et la réflexion du signal du radar dans le lit glaciaire peut être enregistrée à la surface, de manière similaire au principe d’une sonde acoustique. Pour réaliser cet objectif ambitieux visant à mesurer tous les glaciers suisses de cette manière, il est nécessaire d’accélérer le processus de mesure en installant le système de radar sur un hélicoptère. Ces systèmes aéroportés doivent être conçus individuellement. Au cours de la première phase du projet, un nouveau système a été élaboré, permettant de réaliser également des images du lit glaciaire là où les systèmes précédents avaient échoué à le faire. Pour finir, les transects mesurés par les radars aéroportés alimentent un modèle glaciologique d’épaisseur de la glace et une carte ininterrompue de la topographie du lit glaciaire est calculée.

Quand ?
La mesure systématique des glaciers sera effectuée au cours des trois prochains hivers, une fois la phase de conception terminée et les tests du printemps 2015 réussis. Il est préférable de réaliser les mesures en hiver car, en été, l’eau de la fonte des neiges affaiblit trop fortement le signal du radar.

Lien vers le site internet du projet

Le SCCER-SoE s’apprête à franchir une étape importante dans son développement en étant évalué par un comité d’experts pour le compte de la Commission pour la technologie et l’innovation (CTI). Pendant toute une journée, les responsables du projet devront répondre à des questions et discuter des possibilités d’élargir les champs d’action lors de la deuxième phase du projet (voir l’article suivant).

Fin 2016, la phase de mise en œuvre du SCCER-SoE sera terminée. Pour cette raison, la direction du projet déposera au printemps prochain une demande décrivant et justifiant en détail les plans de la deuxième phase du SCCER-SoE. Cette phase, qui s’étend de 2017 à 2020, vise à mettre en œuvre d’importants projets pilotes et à développer des technologies permettant de réaliser à temps l’intégralité des objectifs de la Stratégie énergétique 2050.

La Commission fédérale pour la recherche énergétique (CORE), l’Office fédéral de l’énergie (OFEN), le Fonds national suisse (FNS) et la Commission pour la technologie et l’innovation (CTI) organisent pendant deux jours au printemps 2016 la Conférence suisse sur la recherche énergétique. Le but est de présenter à un public intéressé de chercheurs, managers, responsables politiques et membres de l’administration les objectifs du message FRI 2017-2020 (encouragement de la formation, de la recherche et de l’innovation) et de mieux les faire connaître. Ces objectifs incluent notamment les deuxièmes phases de projet des huit pôles SCCER.