La preuve de la faisabilité technique du concept de stimulation par étapes est apportée
11.05.2021Fin 2020, Geo-Energie Suisse SA (GES) a réussi à apporter la preuve de la faisabilité technique du concept de stimulation par étapes breveté par l’entreprise. La démonstration a eu lieu dans le «Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergy» de l’ETHZ dans le canton du Tessin. Geo-Energie Suisse espère que le succès rencontré dans le massif du Gothard donnera un nouvel élan au projet pilote de Haute-Sorne (JU) et à la production d’électricité et de chaleur à partir de la géothermie dans toute la Suisse.
Installation dans le laboratoire de Bedretto de l’ETH de Zurich d’une chaîne de sismomètres dans le forage ST1 afin de surveiller les stimulations dans le forage ST2. Les travaux ont été réalisés sous la direction de Geo-Energie Suisse. © Geo-Energie Suisse
Le potentiel de la géothermie en tant que source d’énergie renouvelable et neutre sur le plan climatique est incontesté. La chaleur naturelle de la croûte terrestre ne produit aucune émission de CO2 et fournit une énergie thermique constante qui peut être utilisée pour la production d’électricité ou directement comme source de chaleur. De plus, une centrale géothermique a un impact négligeable sur le paysage, car elle occupe très peu de surface au sol. A l’heure actuelle, il reste toutefois une difficulté majeure à surmonter pour que l’énergie géothermique puisse être utilisée partout de manière économique comme source d’électricité renouvelable: son développement fiable et indépendant de l’emplacement en dehors des points chauds géothermiques, tels que l’on en trouve en Islande, en Indonésie ou en Nouvelle-Zélande.
Avec le soutien de la Fondation Werner Siemens, l’ETH de Zurich a mis en place une nouvelle infrastructure de recherche pour étudier ces questions. Dans le «Bedretto Underground Laboratory for Geoenergies», il étudie en étroite collaboration avec des partenaires nationaux et internationaux les techniques et les procédés permettant d’utiliser l’énergie géothermique de manière sûre, efficace et sur le long terme. GES, en tant que partenaire externe du laboratoire de Bedretto, a démontré dans le cadre des projets DESTRESS, ZoDrEx et IASS comment un échangeur de chaleur peut être créé avec précaution dans le sous-sol.
Première démonstration en Suisse du concept de stimulation multi-étapes breveté par GES
En 2006, à Bâle, on a voulu réaliser un réservoir géothermique en une seule étape avec un forage vertical. Les stimulations hydrauliques ont cependant provoqué une sismicité inacceptable. En réponse au défi technique que représente le développement sûr d’un réservoir géothermique, Geo-Energie Suisse a élaboré le concept de stimulation multi-étapes (vidéo ci-dessous) et l’a fait breveter pour la Suisse en 2012. Le concept consiste à créer un réservoir perméable dans le socle cristallin au moyen d’injections d’eau ciblées à la profondeur de 4 à 5 kilomètres, nécessaire pour la production d’électricité. La stimulation hydraulique est effectuée par sections et par petites étapes successives afin de minimiser le risque de tremblement de terre qui lui est associé. Une série de segments de réservoir sont générés le long d’un forage dévié à l’horizontale. Ceux-ci sont ensuite recoupés par un second forage horizontal. Cela crée un grand échangeur de chaleur souterrain à l’aide duquel de l’électricité peut être produite et de la chaleur peut être exploitée dans la centrale géothermique. La démonstration que ce concept de stimulation par étapes fonctionne a désormais été apportée pour la première fois en Suisse, dans le laboratoire de Bedretto de l’ETH de Zurich.
Etape importante pour l’utilisation de la géothermie profonde en Suisse
«Nous avons réussi à augmenter la perméabilité du granit compact du massif du Gothard d’un facteur 10 à 100 grâce à des stimulations ciblées, ainsi qu’à mesurer et à contrôler les microséismes nécessaires au développement des fissures», explique le Dr Peter Meier, CEO de Geo-Energie Suisse, qui ajoute : «Je suis convaincu que cette percée est une étape clé sur la voie de la première centrale de géothermie profonde en Suisse. D’une part, parce que la perméabilité obtenue dans l’un des deux forages correspond à la transmissivité nécessaire pour une utilisation économique. D’autre part, et c’est là le point central, la microsismicité associée aux stimulations était, avec une magnitude maximale de -1,8 Mw sur l’échelle de Richter, environ 1 million de fois plus faible qu’à Bâle». GES a obtenu ce succès dans le cadre de projets de démonstration et d’innovation avec la participation de partenaires nationaux et internationaux.
La prochaine étape sera l’évaluation scientifique par l’ETH de Zurich, l’EPFL et l’Université de Neuchâtel. Ces évaluations constituent la base du futur programme de stimulation du projet pilote de Geo-Energie Suisse sur le site de Haute-Sorne, dans le canton du Jura. Un autre objectif intermédiaire, atteint avec succès par GES, a été la qualification et la validation de nouveaux composants techniques importants pour la sécurité ou permettant une réalisation plus économique du réservoir géothermique profond. D’autres travaux de qualification et de validation sont prévus pour 2021, 2022 et 2023.
Plus d’informations
- Communiqué Geo-Energie Suisse
- Projet Haute-Sorne
- Partenariats de projets «DESTRESS»
- Partenariats de projets «ZoDrEx»
- Partenariats de projets «IASS»