Combiner le captage du carbone et l’énergie géothermique
Le monde aura besoin de nombreuses solutions énergétiques pour parvenir à la neutralité carbone et atténuer les effets du changement climatique. Dans le même temps, des chercheurs du monde entier mettent au point d’innovantes technologies de captage du carbone afin d’extraire le carbone de l’atmosphère et de le stocker en toute sécurité dans le sol. Une nouvelle proposition révolutionnaire intègre ce double objectif, en combinant le captage et le stockage du carbone (CSC) et l’exploitation dans les zones volcaniques de systèmes géothermiques supercritiques (SGS), des systèmes géothermiques à très haute température dotés d’une énergie potentielle plus élevée. Cette technique pourrait rendre le CSC plus rentable. Bien que prometteuse, elle nécessite l’injection de fluide à grande profondeur dans le sol, ce qui comporte un risque sismique. Dans le cadre du projet ARMISTICE, entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, les chercheurs ont analysé le risque de sismicité associé à la nouvelle technique, en utilisant des modèles complexes pour prédire les tremblements de terre potentiels liés à l’injection de fluide. Les résultats du projet ouvrent la voie à l’exploitation sûre de cette nouvelle source d’énergie, les systèmes CSC-SGS, qui reste à ce jour largement inexplorée. «Il s’agit d’une idée innovante, et je dirais que nous sommes les premiers à l’étudier», déclare Victor Vilarrasa, scientifique titulaire au Conseil supérieur de la recherche scientifique espagnol (CSIC) et coordinateur du projet ARMISTICE.
Découvrir le potentiel d’une application sûre
Le projet ARMISTICE a étudié la possibilité de combiner en toute sécurité les technologies CSC et SGS. Étant donné qu’il n’existe pas encore de site disponible pour tester cette nouvelle technologie, les méthodes utilisées reposaient sur des simulations de modèles, en recourant à un nouveau code développé dans le cadre du projet. Ainsi, le fluide injecté est beaucoup plus froid que la roche et la refroidit avec le temps. Ce refroidissement entraîne une contraction de la roche, ce qui occasionne des variations de tension susceptibles de déstabiliser les failles et de provoquer des tremblements de terre, un phénomène que l’équipe a étudié par le biais de la modélisation. «Nous avons estimé que la sismicité induite par le refroidissement pourrait devenir pertinente après plusieurs années d’exploitation, de l’ordre de dix ans», explique Victor Vilarrasa. «D’autres études sont nécessaires pour voir comment nous pouvons l’atténuer.» L’équipe n’a pas trouvé de moyens de prévenir la sismicité induite, mais cette question fera l’objet de nouvelles recherches. «Le résultat le plus important est que la combinaison CSC-SGS fonctionne et pourrait devenir économiquement intéressante à mesure que le prix du CO2 augmente», note Victor Vilarrasa.
Explorations futures
L’équipe continuera à étudier les systèmes CCS-SGS. «Il s’agit d’un sujet très intéressant, et nous pensons qu’il a un grand potentiel», remarque Victor Vilarrasa. La quantité d’électricité produite avec de l’eau supercritique serait dix fois supérieure à celle produite par les puits hydrogéothermiques conventionnels, d’après Victor Vilarrasa. «En d’autres termes, l’estimation selon laquelle l’énergie géothermique fournira 5 % de l’électricité mondiale totale d’ici à 2050 pourrait être portée à quelque 30 %, ce qui garantirait un approvisionnement fiable en électricité», ajoute-t-il.
Mots‑clés
ARMISTICE, géothermique, sismique, risque, captage du carbone, technologies, climat, fluide, électricité, approvisionnement
