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54 géothermie profonde les egs : une méthode d’exploitation géothermique généralisée pour les températures de 130 à 180 °c Sylvie Gentier Responsable du programme « Géothermie profonde de nouvelle génération » BRGM s.gentier@brgm.fr Tête du puits d’injection de la centrale géothermique de Landau (Allemagne). Head of the injection well, Landau geothermal power plant, Germany. © GEOX Geothermische Energie. Les EGS : une méthode d’exploitation géothermique généralisée pour les températures de 130 à 180 °C L’exploitation généralisée des températures supérieures à 130 °C à des fins de production d’électricité et/ou d’usage direct de la chaleur géothermique constitue un enjeu majeur pour le futur mix énergétique. Elle nécessite le développement de méthodes d’exploitation permettant de rendre accessibles des ressources hors des zones privilégiées comme les arcs volcaniques et des niveaux naturellement très perméables. Cette approche, qualifiée d’EGS [Enhanced (ou Engineered) Geothermal System], est présentée dans cet article, qui en expose les concepts, les contextes d’application et les liens avec la géothermie plus conventionnelle. À ce jour, la production d’énergie électrique d’origine géothermique est essentiellement développée dans des zones géographiques limitées, en lien avec des contextes volcaniques actifs. En matière de chaleur géothermique profonde s’ajoute la contribution des aquifères sédimentaires actuellement exploités, d’une température typiquement comprise entre 60 et 80 °C en France, pour l’alimentation principalement des réseaux de chaleur. Aujourd’hui, les objectifs ambitieux de réduction des émissions des gaz à effet de serre nécessitent tout au moins une maîtrise des consommations d’énergies d’origine carbonée, aussi bien en termes de production électrique que de production de chaleur, et une augmentation de la production énergétique à partir d’énergies renouvelables. Dans cette perspective, une contribution très significative de l’énergie géothermique n’est possible que si une exploitation plus généralisée de la chaleur terrestre est développée, incluant les zones a priori moins favorables en termes de ressources. L’exploitation de températures plus élevées dans ces zones géographiques permettra de rapprocher la production correspondante des lieux de consommation et L’exploitation des températures du sous-sol comprises entre 130 °C et 180 °C est un enjeu majeur pour la décennie à venir.
egs: a generalized method to exploit geothermal energy for temperatures ranging from 130 to 180 °C Héritier des différentes expériences menées dans le monde, le pilote scientifique de Soultz-sous-Forêts est le premier site au monde dit EGS à avoir été raccordé au réseau électrique. d’insérer la chaleur géothermique dans des réseaux de chaleur fonctionnant à température élevée (eau surchauffée, vapeur) et dans les procédés industriels. Pour toutes ces raisons, l’exploitation généralisée des températures du sous-sol comprises entre 130 °C et 180 °C est un enjeu majeur pour la décennie à venir. D’une manière générale, les températures visées ici sont localisées à des profondeurs importantes : entre 4 et 6 km pour un gradient géothermique moyen de 0,03 °C/m. Cependant, l’existence d’anomalies thermiques positives, liées à des contextes géologiques spécifiques, permet d’envisager leur exploitation à des profondeurs inférieures et en conséquence à des coûts de forage moins importants et des risques moindres. Les capacités à développer cette exploitation reposent notamment sur les concepts créés depuis une trentaine d’années et sur les expériences qui ont été menées avec plus ou moins de succès en Europe et dans le monde (figure 1). Le pilote scientifique de Soultz-sous-Forêts : contexte géologique et développement de l’échangeur Héritier des différentes expériences menées dans le monde (Fenton Hill, Rosemanowes…) suite au développement initial du concept Hot Dry Rock (HDR), le pilote scientifique de Soultz-sous-Forêts (Alsace, France) est le premier site au monde dit EGS (Enhanced Geothermal System) à avoir été raccordé au réseau électrique (septembre 2010). Lancé au début des années 1990 avec la perspective de développer une production massive d’électricité, le site pilote a permis de mieux comprendre les conditions géologiques et hydrauliques profondes en contexte de socle et les méthodes à mettre en œuvre pour le développement de tels sites. Centrale électrique Puits d’injection Puits de production Sédiments et/ou roches volcaniques Fig. 1 : Représentation schématique du concept « Enhanced Geothermal System ». Fig. 1: Block diagram of the “Enhanced Geothermal System” concept. © BRGM – Art presse D’après MIT « The future of Geothermal energy » 2006. Schlumberger Water Resources. Socle à faible perméabilité 150 à 400 °C 3 000 à 7 000 mètres de profondeur
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