(2016-2019) CARPHYMCHEAU, CARactérisation des phénomènes PHYsiques-Matières dans les éCHangeurs pour EAUx Géothermales

Contexte

La sélection des échangeurs géothermiques pour la géothermie profonde repose généralement sur un surdimensionnement des surfaces d'échange et le choix de matériaux à très bonne tenue en matière de corrosion, pouvant conduire à des surcoûts importants (et peu quantifiés).

Il n'existe pas d'éléments d'analyse théorique pour les phases de maintenance ou les potentiels de refroidissement (sur les centrales géothermiques de type flash notamment). Ces éléments constituent un doute/risque sur les projets en développement (centrales géothermiques de type binaire) et un frein majeur au développement de solutions d'optimisation énergétique pour les centrales flash existantes.

Pour faire face à ces difficultés, le projet CARPHYMCHEAU, d’une durée de trois ans et financé par le GIS Géodénergies, a rassemblé sept partenaires industriels et académiques français, coordonnés par Enertime.

Objectifs du projet

Les principaux objectifs du projet sont les suivants :

• Disposer d'un modèle thermo-cinétique permettant de prédire, pour un fluide géothermal donné (dont on connait la composition), les évolutions du système en fonction de la température de refroidissement ;
• Construire des démonstrateurs sur deux sites (Alsace et Massif central) pour réaliser des projets in situ, et ainsi valider les performances du modèle ;
• Améliorer les connaissances en conception d’échangeurs vis-à-vis de la corrosion et l’encrassement, dans le but d’être en mesure d’exploiter au mieux les gisements de fluides géothermaux dans des conditions données.

Rôle du BRGM

Initialement, le BRGM coordonne deux des cinq lots du projet, incluant la modélisation et la re-calibration du modèle. Suite aux évolutions en cours du projet, le BRGM a pris en charge, par délégation, la coordination du projet.

Sur le plan technique, le BRGM a en charge l’étude et la modélisation des risques de précipitation minérale dans les échangeurs.

Résultats attendus

Suite à des difficultés administratives et techniques, les pilotes ne pourront être réalisés durant la durée du projet. Le projet a donc été réorienté pour exploiter au mieux les données bibliographiques, les résultats des expériences en laboratoire et les travaux de modélisation, afin de proposer aux industriels un outil permettant de mieux contraindre la conception des échangeurs et les conditions d’exploitations des centrales.

Ceci devrait comprendre :

• Une typologie des différents fluides géothermaux et des problèmes potentiels pouvant survenir lors de leur exploitation ;
• Une étude sur la résistance à la corrosion de différents matériaux utilisables pour les échangeurs ;
• Une étude sur l’encrassement, en lien avec les écoulements dynamiques au sein des échangeurs ;
• Un outil informatique permettant un pré-dimensionnement des conditions d’exploitation en fonction du type de fluide, en particulier en ce qui concerne les risques de précipitation en fonction du refroidissement du fluide.

Partenaires du projet

• ENERTIME
• Université de Pau et du Pays de l’Adour
• BRGM
• Université des Antilles
• CFG
• Fonroche Géothermie
• Electerre de France

Pour aller plus loin

• site web Géodénergies