Nos tutelles

CNRS

Rechercher




géosciences montpellier
université
de montpellier
campus triolet
cc060
place eugène bataillon
34095 montpellier cedex05
france

+33(0)4 67 14 36 02

Nom tutelle large
OREME

Accueil > Public-Presse > Ressources documentaires > Anciens thèmes de recherche > Réservoirs > Géothermie

Fonctionnement supercritique des réservoirs profonds

Alors que la connaissance des processus superficiels liés à la circulation hydrothermale a largement progressé au cours des 20 dernières années, il reste beaucoup à apprendre des processus de recharge de cette circulation, notamment à proximité des chambres magmatiques. L’exploration des processus associés à la présence de fluides supercritiques et les processus physico-chimiques dans ces zones n’ont été explorés que sur des systèmes fossiles comme l’ophiolite d’Oman, et sont la clé du fonctionnement des zones de recharge de l’hydrothermalisme (Norton and Dutrow, 2001).

A terre, le volcanisme est utilisé de façon croissante pour produire une énergie qui peut être considérée comme inépuisable. Par ailleurs, cette énergie a l’avantage d’être exempte de tout rejet atmosphérique autre que la vapeur d’eau.

Pour l’instant, seuls des systèmes de basse (50 à 100 °C) ou moyenne enthalpie (200 à 350°C) sont exploités à grande échelle dans le domaine de la géothermie. Mais les progrès technologiques montrent qu’il est maintenant envisageable à la fois :

- d’exploiter de façon individuelle des systèmes de très basse enthalpie (aux températures ambiantes),

- de forer et d’exploiter des systèmes de très haute enthalpie (T > 400°C) (Thorhallson et al., 2003) avec le projet IDDP (pour "Iceland Deep Drlling Project"). Il semble dans ce cas possible de produire une quantité d’énergie au moins dix fois supérieure à celle extraite des systèmes actuels.

L’Islande : terrain d’étude et d’observation priviliégié

En Islande, la récurrence des séismes à 5 km sous les zones volcaniques actives (péninsule de Reykjanes, rift de Hengill, zone volcanique de Krafla) laisse penser qu’une circulation hydrothermale profonde existe à des températures compatibles avec un fonctionnement supercritique du réservoir géothermal (Tsuchiya and Bignall, 2002).

Le gouvernement islandais associé à plusieurs groupes industriels propose aujourd’hui d’atteindre de tels réservoirs et des fluides supercritiques (avec T> 400°C) à une profondeur qui peut être atteinte par forage (environ 5 km).

Cette initiative a donné naissance au projet IDDP initié par ISOR et qui ouvre, pour la première fois, la porte à l’exploration directe des zones de réaction à proximité des chambres magmatiques.

Ce projet, soutenu par ICDP, la NSF, ainsi qu’un consortium industriel islandais (SAGA), a débuté en 2004. Le puit pilote doit être réalisé en 2008 sur le flanc du volcan Krafla pour atteindre une profondeur de 3000 m. Il sera ensuite approfondi par carottage pour atteindre 4000 m et environ 400°C en 2009, puis 5000 m et environ 500°C en 2010. Notre laboratoire est actuellement associé à ce projet par l’intermédiaire de P. Pezard, membre du comité de pilotage de IDDP depuis 2004.

Le projet HiTI

Dans ce cadre, l’équipe SUBSURFACE de Géosciences Montpellier a proposé une investigation de ces processus par le biais de l’expérimentation, en laboratoire et sur le terrain, la modélisation, ainsi que la réalisation d’études de cas à partir de ces mesures et notamment dans le puits IDDP, lorsqu’il sera réalisé.

En laboratoire, il s’agira de récréer (à l’aide d’une presse "Paterson"), les conditions supercritiques qui régissent les zones de recharge de l’hydrothermalisme à proximité des chambres magmatiques (de 500 à 600°C, et de 200 à 1500 bars). On cherchera à mesurer les propriétés physiques des échantillons (Benoît Gibert), à étudier la transition fragile-ductile (David Mainprice), observer la fracturation les cas échéant (Christian Marlière), à modéliser les échanges eau-roche lors de ces expériences contrôlées, à la fois d’un point de vue géochimique (Delphine Bosch) et pétrographique (Murielle Andréani).

Sur le terrain, il s’agira de concevoir (Philippe Pezard) et mettre en œuvre (CALIDUS) de nouveaux outils d’investigation en forage à haute température (< 350°C), permettant donc de résister aux conditions opérationnelles extrêmes, de nouveaux protocoles d’analyse de données et de nouveaux modèles numériques (Denis Neyens) permettant de simuler le comportement des outils et de caractériser les réservoirs observés.

Lien vers le projet HiTI