Géothermie ─ un projet commun
29 septembre 2016 - de Michèle Marti et Stefan Wiemer
Utiliser la chaleur générée dans les profondeurs de la terre dans le respect de l'environnement, de manière rentable et durablement? La Suisse n’est pas la seule à le souhaiter dans le cadre de la Stratégie énergétique 2050. En Europe aussi, la géothermie tiendra une part importante de la palette énergétique future. Le projet international DESTRESS veut vérifier les méthodes et la faisabilité.
Partout dans le monde, de nombreuses universités et entreprises étudient et développent des projets de géothermie profonde pour la production d’électricité et de chaleur. Malgré quelques succès dans des conditions particulièrement avantageuses, par exemple autour de Munich et dans des régions volcaniques, il apparaît bien qu’il n’est pas facile de réaliser des installations géothermiques profondes qui fonctionnent. Le parcours est semé d’embûches telles que des échecs dans la phase de prospection, des réservoirs pas suffisamment perméables et productifs, et même le déclenchement de séismes suivi par une résistance de la population.
Le SCCER-SoE fait des recherches intensives dans ces domaines, par exemple au laboratoire souterrain du Grimsel (expérience ISC « In-situ Stimulation and Circulation »). Des projets pilotes et de démonstration sont les clés de tout test, de toute amélioration de la technologie, ainsi que d’un meilleur accueil par la société. Mais la réalisation d’un projet de géothermie profonde nécessite en général cinq à dix ans. La Suisse ne compte actuellement que peu de projets à un stade avancé.
C’est ici que la coopération internationale, et particulièrement européenne, apporte une importante contribution. Les États-Unis (FORGE), et en particulier l’UE, voient dans la géothermie profonde l’une des technologies clés du paysage énergétique futur et lui apportent leur soutien à travers de nombreux projets. Un exemple en est le projet DESTRESS, qui bénéficie d’une aide dans le cadre du programme Horizon 2020 de l’UE et réunit six pays européens ainsi que la Corée. DESTRESS s’est fixé pour but de développer et tester, pour différents sites de démonstration, des stratégies et méthodes adaptées au sous-sol local et favorisant des projets géothermiques rentables, durables et respectueux de l’environnement.
Facteurs de succès
DESTRESS se focalise sur les « Enhanced Geothermal Systems » (EGS), des systèmes petrothermaux qui se développent en profondeur par stimulation hydraulique : L'injection de liquide sous haute pression génère un réservoir artificiel où le liquide circule et se réchauffe. Comparés aux systèmes hydrothermaux, les EGS ont l’avantage de ne pas dépendre des couches aquifères existantes et d’être en principe universels. La réussite de tels projets dépend de trois facteurs essentiels : la géologie, la rentabilité et la société.
La géologie – un casse-tête
La perméabilité et la productivité du réservoir, ainsi que la séismicité induite, sont de première importance pour ce qui concerne la géologie et la rentabilité. Bien des projets géothermiques ont échoué dans le passé, parce qu’ils produisaient de trop faibles quantités de liquide, n’ayant ainsi plus aucune rentabilité. C’est pourquoi DESTRESS teste en différents sites les effets de la combinaison de procédés hydrauliques, thermiques et chimiques sur la productivité d’une installation. On utilise en outre de nouvelles technologies de forage : La « stimulation par étapes » consiste à réaliser à partir d'un forage des percées horizontales à multiples fractures en vue d'augmenter l'efficacité du système. De petites secousses sont nécessaires pour augmenter la perméabilité au volume souhaité. Tout l'art consiste à générer suffisamment de petites secousses sans créer de séismes pouvant entraîner des dégâts. DESTRESS utilise en outre des systèmes de feux tricolores adaptatifs sur lesquels d’intensives recherches sont menées en Suisse depuis quelques années. Ces systèmes sont basés sur une surveillance étroite de la séismicité induite, combinée à des modèles de prévision statistiques et physiques. Ces systèmes de feux, combinés à des mesures qui interviennent lors du dépassement de certains seuils, visent à réduire les risques sismiques à un niveau acceptable.
Éviter des erreurs coûteuses
Les projets géothermiques entraînent des investissements relativement élevés. Les projets rentables supposent, en plus d’une productivité raisonnable, des effets acceptables pour la société et l’environnement. Pour obtenir le consentement de la société et répondre aux dispositions réglementaires, il est nécessaire de présenter une analyse complète et une interprétation transparente des risques éventuellement liés à des projets géothermiques. DESTRESS développe et vérifie des approches et méthodes innovantes sur des sites de démonstration présentant différentes caractéristiques géologiques. Un élément important consiste à rendre accessible à un large public les connaissances acquises sous forme de « best practices », afin que tous ceux qui planifient ou réalisent un projet géothermique rentable, durable et respectueux de l’environnement évitent au maximum les mauvaises expériences – en Europe, comme ailleurs.
Vous trouverez également cet article dans le Zukunftsblog de l'EPF de Zurich.
Auteurs
Michèle Marti et Prof. Dr. Stefan Wiemer du Service Sismologique Suisse de l’ETH de Zurich dirigent ensemble le DESTRESS Work Package concernant la communication. L’ETH est également impliquée dans d’autres groupes de travail de DESTRESS par l’intermédiaire des professeurs D. Giardini, T. Driesner, M. O. Saar et S. Wiemer.