Projet de recherche «DEEP»

Des innovations pour réduire les risques dans les projets de géothermie profonde

13.04.2022

La sismicité induite préoccupe depuis longtemps le secteur de la géothermie et restera d’une importance capitale dans les dix prochaines années – pour la sécurité, l’acceptation sociale et la rentabilité de nombreuses applications souterraines. Dans le cadre du projet de recherche «DEEP» en cours, des technologies innovantes sont développées et des lignes directrices et des protocoles optimisés sont fournis. Les développeurs et les propriétaires de projets sont invités à prendre contact avec l’équipe du projet.

Les activités humaines visant à produire de l’énergie à partir du sous-sol profond peuvent déclencher des séismes. Les liens entre les modifications du sous-sol dues à l’homme et la sismicité induite est connue depuis longtemps. Il s’agit notamment de l’exploitation minière, de l’industrie des hydrocarbures et de la gestion des lacs de barrage. La sismicité liée à l’injection d’eau a été observée pour la première fois il y a une cinquantaine d’années à Denver (Colorado), lorsque l’évacuation des eaux usées dans le sous-sol a provoqué plusieurs séismes.

La sismicité induite a également été prise en compte dans les premières installations géothermiques hydrothermales (en 1911 à Larderello en Italie, en 1958 en Nouvelle-Zélande, en 1960 en Californie). Les injections à haute pression, qui provoquaient parfois des séismes perceptibles, étaient un moyen courant d’améliorer la perméabilité et la conductivité. Le risque sismique n’était généralement pas considéré comme problématique, notamment par rapport à la sismicité naturelle dans les zones géothermiques/volcaniques de Californie, de Nouvelle-Zélande, d’Italie ou d’Islande.

Le risque sismique est aujourd’hui davantage pris en compte
L’augmentation constante du nombre d’activités industrielles en sous-sol profond et l’amélioration de la surveillance sismique ont mis en évidence un lien étroit entre les activités humaines et les tremblements de terre. Au cours des dix dernières années, le thème de la sismicité induite a fait l’objet d’une attention accrue. Dans les pays DACH notamment, elle revêt une grande importance pour l’acceptation des projets.

La sismicité induite est particulièrement importante pour les systèmes géothermiques améliorés (EGS). En effet, la sismicité induite est liée à l’augmentation de la perméabilité du réservoir afin de créer un échangeur de chaleur efficace. Cependant, la sismicité induite peut également se produire dans les projets de géothermie hydrothermale. Les projets géothermiques existants et prévus dans les pays partenaires du DEEP, à savoir la France, les Pays-Bas, la Suisse, l’Allemagne et les États-Unis, doivent apporter des réponses convaincantes aux défis liés à la sismicité induite et présenter des méthodes plus fiables pour évaluer et réduire le risque sismique. Dans le cas contraire, ils ne seront pas en mesure de maintenir leur permis d’exploitation, ce qui freinerait le développement de la géothermie profonde de manière significative.

Il est urgent d’innover dans le domaine du contrôle des risques
DEEP rassemble une équipe interdisciplinaire de scientifiques et de praticiens du monde entier qui s’engagent à trouver des réponses à ces questions. Il est urgent d’innover dans le domaine du contrôle des risques géothermiques – et cela est possible grâce aux progrès récents dans les technologies de surveillance sismique, les possibilités de modélisation et la compréhension des processus. DEEP met en œuvre un programme de travail ambitieux. En s’appuyant sur les efforts nationaux, les initiatives en cours et prévues, mais actuellement fragmentées, seront réunies en un projet international cohérent visant à réduire les risques des futurs projets géothermiques dans le monde. La réduction du risque sismique et l’efficacité des réservoirs sont liées dans le cas de l’EGS: l’équilibre entre le risque et le rendement économique est une exigence clé. DEEP met l’accent sur l’optimisation des procédures de surveillance et d’évaluation des risques afin de réduire les coûts des futurs projets.

Les cinq objectifs spécifiques de DEEP sont:

1. innover dans les technologies de détection et de traitement afin d’améliorer de manière significative les capacités de surveillance et d’imagerie.
2. réduire les risques en développant et en testant des stratégies robustes de modélisation et d’atténuation des risques en temps réel, basées sur l’apprentissage automatique et des modèles de prévision statistiques et physiques. Cette nouvelle génération d’outils d’atténuation des risques adaptatifs et pilotés par les données a le potentiel de prédire la sismicité avec beaucoup plus de précision que les modèles actuels pendant le développement des réservoirs EGS (Adaptive Traffic Light System, ATLS).
3. le transfert de connaissances d’autres ordres de grandeur et d’autres domaines vers la géothermie profonde est rendu possible et exploité, par exemple par des laboratoires souterrains (p. ex. Bedretto, EGS Col-lab). DEEP appliquera pleinement cette richesse de connaissances, de technologies et de compréhension physique aux applications de la géothermie profonde.
4. démontrer le potentiel et les limites de ces nouvelles technologies et stratégies de réduction des risques à grande échelle et dans des applications en temps réel. DEEP fera la démonstration de ces technologies sur le site géothermique FORGE et dans le laboratoire souterrain dans l’Utah, ainsi que sur d’autres sites de démonstration en Allemagne et en France.
5. la prochaine génération de lignes directrices et de protocoles de bonnes pratiques sera définie. Ils sont basés sur l’expérience acquise et harmonisés au niveau international, et fournissent pour la première fois une boîte à outils open source pour l’évaluation et la gestion des risques (BSE).

Le consortium DEEP regroupe six nations et huit partenaires académiques qui sont généralement reconnus comme des leaders dans leur pays et des innovateurs dans le monde entier dans le domaine des géosciences et en particulier de l’exploitation de la géothermie profonde. En outre, trois entreprises industrielles de premier plan sont impliquées afin de permettre l’exploitation d’installations d’essai à grande échelle. Ils garantissent que les problèmes réels sont abordés de manière pragmatique et que le transfert de connaissances de la science à l’industrie est encouragé.

Plus d’informations

• Détails du projet: deepgeothermal.org.
• Les développeurs et les propriétaires de projets de géothermie profonde sont invités à prendre contact avec l’équipe DEEP: deep-office@sed.ethz.ch.

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