(2015-2020) REFLET, méthodologie pour la construction d'un modèle conceptuel de réservoir géothermique de type faille dans un contexte de fossé d'effondrement
Le projet est soutenu par le Groupement d’Intérêt Scientifique (GIS) Géodénergies. Afin d’optimiser la trajectoire des puits vers et dans le réservoir géothermique de type "zone de failles en contexte de bassin d’effondrement", ce projet vise à développer une méthodologie pour la construction des modèles conceptuels de ces réservoirs.
Contexte
En matière de géothermie, une partie de la recherche scientifique actuelle porte sur les technologies EGS (Enhanced/Engineered Geothermal Systems) ou systèmes géothermiques améliorés.
Ces recherches ont débuté il y a plus de 30 ans avec le pilote scientifique de Soultz-sous-Forêts en Alsace. Ce dernier a montré la possibilité de puiser de la chaleur (jusqu’à 200 °C) entre 4500 et 5000 m de profondeur, dans un sous-sol granitique peu perméable, grâce à la mise en œuvre de technologies pour améliorer la productivité/injectivité des puits.
La technologie EGS consiste le plus souvent à la mise en œuvre de processus de stimulation qui améliore ou crée de nouvelles voies de circulation du fluide dans le réservoir. En amont du forage, il est également possible d’optimiser la trajectoire des puits afin de diminuer le recours postérieur aux méthodes de stimulation.
Dans ce contexte, le projet REFLET a pour objectif de définir une méthode qui permette d’obtenir la meilleure trajectoire de puits géothermique à travers la compréhension et la conceptualisation des réservoirs sur le territoire métropolitain, prometteurs et répandus mais difficiles d’accès et méconnus. Il s’agit des réservoirs géothermiques de type "zone de failles en contexte de bassin d’effondrement". Le comportement thermique et hydraulique, ainsi que les problèmes de stabilité mécanique des formations rencontrées dans les puits, sont considérés dans ces modèles pour l’optimisation des trajectoires.
Ce projet, d’une durée de 4,5 ans, est coordonné par Fonroche Géothermie.
Objectifs du projet
Le projet REFLET a pour objectif final l’optimisation des trajectoires de puits pour accéder à la ressource grâce à la conceptualisation de systèmes géothermiques visés. En effet, les acteurs industriels de la géothermie profonde doivent développer une capacité à préciser, en amont des opérations de forage, l’implantation et les trajectoires optimisées des puits. Cela permettrait d’accéder aux débits et températures les plus favorables et de limiter le recours aux stimulations.
Le projet se focalise sur les zones de failles considérées comme des réservoirs hydrauliques et thermiques potentiels hors des zones aquifères poreuses conventionnelles. Dans ce type de réservoirs, la température ciblée définit la profondeur du puits, le débit ciblé dirige l’orientation du puits dans la zone de failles, et les problèmes d’instabilité de puits de forage limitent les trajectoires de puits possibles.
La méthode développée est basée sur la combinaison de ces 3 critères clés pour trouver les meilleures trajectoires du puits au sein d’une zone de failles réservoir dont la conceptualisation est améliorée au cours du projet afin de définir au mieux sa structure interne, les circulations hydrauliques au sein des discontinuités qui la compose, et ses relations avec les autres corps perméables. Pour une zone de failles donnée, à une profondeur donnée, la trajectoire de puits idéale est celle qui donne une meilleure connectivité hydraulique et qui évite les problèmes majeurs d’instabilité des puits de forage.
Cette méthodologie est mise en œuvre et améliorée par itération en s’appuyant sur deux démonstrateurs situés en France (Alsace).
Rôle du BRGM
Le BRGM fait partie des 4 établissements publics de recherche partenaires du projet REFLET. Ses compétences en géologie de terrain (caractérisation des structures), en conceptualisation des réservoirs, en modélisation thermo-hydraulique en milieu discret et en mécanique sont mises à contribution dans ce projet. Il assure également le pilotage des lots dédiés à l’acquisition des données et à la modélisation numérique.
Résultats attendus
La finalité du projet REFLET est la réalisation d'un guide méthodologique permettant d'améliorer les méthodes existantes de caractérisation, de conceptualisation et de modélisation des réservoirs géothermiques dans les zones de failles. Il contribuera au développement de ce type de réservoir géothermique profond en France et dans le monde.
Partenaires du projet
- Fonroche Géothermie,
- BRGM,
- Electerre de France,
- MinesParisTech,
- Université de Lorraine,
- Université d’Orléans
Pour aller plus loin
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