La géothermie, mais sans les secousses
ENERGIE
La géothermie pourrait être la source d’énergie de demain. Au Grimsel, des chercheurs étudient comment minimiser les séismes que produisent les puits géothermiques
Modifié lundi 12 septembre 2016 à 10:32
Les montagnes granitiques du Grimsel sont percées de multiples tunnels. A 400 m sous la surface se trouve un réseau de 1000 m de galeries grossièrement taillées dans la roche. Il s’agit d’un laboratoire souterrain baptisé Grimsel Test Site.
Dans une des galeries secondaires, câbles électriques, tuyaux et instruments de mesure s’amoncellent. Ici, des recherches sur la géothermie profonde sont menées, paradoxalement, dans une atmosphère tout ce qu’il y a de plus rafraîchissante – la température moyenne annuelle s’approchant des 13 degrés. Le centre suisse de compétence en recherche énergétique spécialisé dans l’approvisionnement en électricité (SCCER-SoE) y recherche le moyen de générer de l’énergie grâce à la chaleur du sous-sol, sans engendrer de secousses sismiques.
Opérationnel depuis 1983, le Grimsel Test Site était à l’origine destiné à développer des mesures de sécurité pour le stockage sous-terrain de déchets radioactifs. Site aujourd’hui reconnu internationalement, 25 organisations provenant de douze pays différents y mènent des expériences scientifiques.
Energie propre
La géothermie désigne l’exploitation de la chaleur provenant du noyau terrestre. Il existe déjà des systèmes de chauffage de bâtiments utilisant la géothermie, mais la Confédération souhaiterait également pouvoir exploiter cette source d’énergie pour produire de l’électricité. En effet, en 2013, elle s’est engagée à abandonner l’utilisation du nucléaire d’ici à 2050, or la géothermie constitue une alternative aux multiples avantages. C’est une énergie propre non-émettrice de CO2, inépuisable et disponible sans dépendance saisonnière.
«En Suisse, les systèmes pétrothermaux allant dans des grandes profondeurs sont les plus réalistes pour récupérer la chaleur souterraine», estime Florian Amann de l’Ecole Polytechnique Fédéral de Zurich, chef de projet au Grimsel Test Site. Ce système consiste à creuser de longs puits allant à cinq kilomètres sous terre, distance nécessaire pour atteindre les températures nécessaires pour la production d’électricité, autour des 200 degrés. On y injecte ensuite de l’eau froide qui va se chauffer au contact de la roche. En repompant l’eau chaude, on va ainsi pouvoir récupérer de l’énergie.
«Le problème est qu’à cette profondeur, la perméabilité de la roche est réduite», explique Benoît Valley, professeur de géothermie à l’Université de Neuchâtel. La roche y est compacte et l’eau ne coule presque pas. La technique est donc d’injecter de l’eau à haute pression. Cette stimulation hydraulique va provoquer des fissures, dans lesquelles l’eau s’écoule. Cela doit néanmoins se faire de manière très contrôlée, pour éviter de provoquer des dégâts avec des micro-séismes.
«En 2006, un projet de géothermie profonde effectué à Bâle avait notamment été stoppé à cause des tremblements de terre induits», se souvient Benoît Valley. A l’époque, 11 200 séismes ont été enregistrés après ces tests. Certains sont même survenus presque une année après les tests! «Seuls deux ou trois ont été ressentis par la population, précise Florian Amann, provoquant des dégâts mineurs tels que des fissures sur des bâtiments.» A Saint-Gall en 2013, des essais avec un système hydrothermal – qui utilise de l’eau circulant naturellement dans les aquifères sous-terrains - ont également entraîné des secousses sismiques suffisamment fortes pour être perceptibles.
Visualisation par caméra thermique
Afin de savoir s’il est possible d’utiliser la géothermie en Suisse, en créant une perméabilité de la roche suffisante pour faire fonctionner un projet, sans toutefois déclencher de secousses importantes, Florian Amann mène au Grimsel une expérience de recherche fondamentale, baptisée «In-situ Stimulation and Circulation». L’ingénieur est à la tête d’une équipe pluridisciplinaire impliquant le SCCER-SoE ainsi que différentes chaires de l’EPFL et de l’UNINE.
Depuis l’été 2015, des forages et des mesures d’essai sont effectués dans les tunnels du laboratoire souterrain. Des dizaines de trous de toutes tailles en perforent les parois. «Des caméras thermiques sont insérées dans les forages. Elles nous permettent d’avoir des images des fissures, indique Florian Amann. Maintenant que la roche a été caractérisée nous allons pouvoir entrer dans la deuxième phase du projet.»
En fin d’année, des stimulations hydrauliques seront effectuées. Géomécaniciens et sismologues analyseront l’évolution de la perméabilité de la roche. Pour cela, ils seront aidés par des centaines de capteurs placés dans les forages qui mesurent en temps réel les mouvements de la roche et les micro-secousses. Le projet devrait être terminé en juillet 2017.
Plusieurs initiatives entreprises
D’après le géologue, «pour atteindre les objectifs de la stratégie énergétique 2050, il faudrait que la géothermie apporte un volume de 500 mégawatts électrique, soit 7% des besoins électriques nationaux. Pour arriver à cela, il faudra construire 25 centrales géothermiques d’une puissance de 20 mégawatts électrique chacun», estime-t-il.
Différentes initiatives ont d’ores et déjà été entreprises ici et là, notamment en Suisse Romande. A Haute-Sorne dans le canton du Jura, par exemple, un projet pilote de géothermie profonde est également en cours de développement. Le premier forage est prévu pour 2017. Les services industriels lausannois et genevois ont eux effectué des sondages prospectifs des sous-sols des deux agglomérations en juillet dernier.
