Une collaboration entre l’Europe et le Mexique s’attaque aux systèmes géothermiques non‑conventionnels
Bien qu’elle soit une source d’énergie locale disponible 24h/24 et 7j/7, l’énergie géothermique reste sous‑utilisée, alors qu’elle pourrait être mise à profit pour le chauffage et le refroidissement à travers l’Europe et pour la production électrique dans des régions aux températures géothermiques plus élevées, telles que la Croatie, la France, l’Allemagne, la Grèce, la Hongrie, l’Islande, l’Italie, la Roumanie et la Serbie. Le projet GEMex, financé par l’UE, s’est constitué autour d’un consortium européen et en collaboration avec consortium mexicain sous l’égide du programme commun EERA de l’énergie géothermique. Travaillant sur deux sites géothermiques situés au Mexique, Acoculco et Los Humeros, l’équipe a évalué les ressources en caractérisant leurs réservoirs et a mis au point des concepts pour promouvoir leur futur développement.
Explorer les réservoirs géothermiques non‑conventionnels
Même si l’énergie géothermique est utilisée en Europe et au Mexique depuis un certain temps, les membres du consortium de ces deux régions se sont plutôt intéressés à des dispositifs non‑conventionnels: les systèmes géothermiques perfectionnés (EGS, enhanced geothermal systems) et les systèmes géothermiques très chauds (SHGS, superhot geothermal systems). Les EGS sont des réservoirs géothermiques aux températures élevées prometteuses, mais dont la perméabilité initiale de la roche est insuffisante ou dont les fluides présents dans la roche sont insuffisants pour transférer la chaleur nécessaire vers la surface. Les SGHS sont des réservoirs géothermiques dont les températures sont très élevées (parfois au-delà de 350 ºC) et supérieures à celles de tous les sites actuellement exploités. De telles températures sont susceptibles de fournir plus d’énergie par puits que les installations géothermiques standards. Bien qu’idéales pour la production d’électricité géothermique, les conditions souterraines complexes représentent une gageure pour les méthodes de forage et d’achèvement des puits et pour les matériaux. Le site d’Acoculco est très chaud (300 ºC à 2 km de profondeur), mais les deux puits profonds creusés atteignaient difficilement les fluides, d’où la nécessité de recourir à un EGS, une première au Mexique. Los Humeros est un système géothermique en opération, mais une partie très chaude du gisement présentant des températures supérieures à 400 ºC demeure inexploitée. Les chercheurs de GEMex ont réalisé des tests en laboratoire à la fois géologiques, géochimiques, géophysiques, volcanologiques et hydrologiques en laboratoire (dont la sismique passive, la magnétotellurique, la gravimétrie et les gaz du sol) afin de caractériser les réservoirs en profondeur et de déterminer les propriétés des roches et des fluides, et leur réponse aux changements de température et de pression. Les résultats de cette recherche ont été combinés avec des modèles régionaux et des modèles de réservoirs actualisés afin de servir de base pour un développement et une exploitation plus approfondis. À Acoculco, un concept d’EGS prend en compte l’étude du réseau de fracture existant et les informations géologiques, ainsi que les propriétés physiques des roches en profondeur, afin de proposer des mesures de fracturation hydraulique dans l’un des deux puits profonds, ou dans les deux. Pour Los Humeros, il s’agit de déterminer l’emplacement des puits pour accéder aux fluides très chauds situés en profondeur et de proposer des conceptions de puits opérationnels (y compris les matériaux appropriés) pour un fonctionnement sûr et fructueux. «À Acoculco, une zone de fracture a été identifiée et elle pourrait être reliée au puits de forage par stimulation hydraulique pour accroître la perméabilité du réservoir et en faire une zone aquifère naturelle», explique David Bruhn, coordinateur du projet. «À Los Humeros, les travaux ont révélé l’existence d’un réservoir plus profond que celui actuellement exploité qui n’avait pas été étudié auparavant.»
Un développement durable du site
GEMex soutient le Plan stratégique européen pour les technologies énergétiques qui promeut le développement et le déploiement de technologies à faible émission de dioxyde de carbone. Afin de contribuer à stimuler la recherche européenne, le projet a développé une base de données en accès ouvert pour diffuser et publier les données et les résultats du projet, ainsi qu’un environnement de recherche virtuelle pour partager la connaissance en interne. «Les propositions de GEMex pourraient accélérer le développement géothermique au Mexique et en Europe, et, avec ses modèles prédictifs, réduire le risque de gaspillage d’investissements», indique M. Bruhn. «Nous évoquons actuellement de potentiels projets de suivi pour inclure les nouveaux puits ciblant la zone très chaude à Los Humeros, et peut‑être relier une zone perméable à Acoculco. En tant que scientifique, je saluerais vivement et je soutiendrais un projet de forage profond au Mexique.»
Mots‑clés
GEMex, géothermique, énergie, électricité, Mexique, systèmes géothermiques très chauds, systèmes géothermiques perfectionnés, roches, réservoir, forage, puits, puits de forage
