Accéder à l’énergie géothermique grâce aux innovations en matière de forage
L’énergie géothermique, stockée dans les roches et l’eau présentes dans les profondeurs de l’écorce terrestre, est une mine d’or potentielle d’énergie renouvelable. Alors que la Terre se refroidit depuis sa formation il y a plus de 4,5 milliards d’années, les températures intenses au centre de notre planète continuent de chauffer l’écorce interne. «Nous pouvons accéder à cette chaleur et l’extraire, convertir l’eau en vapeur et alimenter des turbines pour produire de l’électricité», explique Naveen Velmurugan, responsable du projet ORCHYD de Mines Paris PSL en France. Cette source pourrait également fournir de la chaleur directe pour le chauffage de l’eau, ainsi que pour divers processus industriels. Ces avantages sont nombreux, elle n’est par exemple pas affectée par les conditions météorologiques, contrairement à l’énergie éolienne et solaire, et son empreinte au sol est quasi nulle.
Accéder aux sources géothermiques à l’intérieur de l’écorce terrestre
L’un des principaux défis consiste évidemment à atteindre les sources géothermiques chaudes situées dans les profondeurs de l’écorce terrestre. «La température augmente de 20 à 30 degrés Celsius à chaque kilomètre parcouru», souligne Naveen Velmurugan. «Il s’agit d’une entreprise coûteuse et techniquement complexe.» Le projet ORCHYD, coordonné par ARMINES en France, s’était fixé pour objectif de résoudre ce problème en développant un nouveau prototype de technique de forage, spécialement conçu pour percer le granit dur présent à partir de 3 km de profondeur. Il s’agit d’une profondeur supérieure à celle que l’industrie pétrolière et gazière doit généralement forer. «Notre idée était de combiner deux technologies abouties, le perçage par jet d’eau à haute pression et le forage par percussion», confie Naveen Velmurugan. À 4 km de profondeur, la pression exercée sur la roche est intense, ce qui rend le forage incroyablement difficile. Dans le prototype du projet, le perçage par jet d’eau crée une rainure périphérique autour de la roche dure, ce qui permet de réduire la pression. Il est ainsi plus facile de briser la roche par percussion ce qui, par ailleurs, consomme moins d’énergie.
Ouvrir la voie à l’extraction de l’énergie géothermique
Le développement du prototype a impliqué des études théoriques et des tests en laboratoire. L’accès aux installations expérimentales de PSL à Pau, en France, a permis à l’équipe de recréer des environnements allant jusqu’à 4 km de profondeur dans l’écorce terrestre. «Nous avons pu utiliser cette installation pour valider notre procédé sur différents types de roches et à différentes profondeurs», explique Laurent Gerbaud, coordinateur du projet. «Nous avons également pu tester les deux processus séparément et combinés. À la fin du projet, nous disposions d’un prototype.» Pour Laurent Gerbaud, les résultats ont été encore plus satisfaisants que prévu. «Nous avons pu multiplier par quatre le taux de pénétration et par 24 l’efficacité du forage (en tenant compte de la consommation d’énergie)», explique-t-il. «Le principal succès relève du fait que nous avons pu démontrer l’utilité de cette technique pour forer le granit dur et ouvrir la voie à l’extraction de l’énergie géothermique.»
Intégrer la géothermie dans le bouquet énergétique européen
Les prochaines étapes consisteront notamment à affiner la technologie et à la tester sur le terrain. «Nous avons beaucoup appris concernant la nature et le fonctionnement de ce processus», ajoute Naveen Velmurugan. «Nous voulons maintenant aller encore beaucoup plus loin.» En effet, à plus long terme, l’équipe du projet ORCHYD espère démontrer que cette technique peut réduire le temps de forage et les coûts. Cela aurait un impact considérable sur le coût nivelé de l’énergie géothermique, la rapprochant ainsi des autres énergies renouvelables telles que l’énergie éolienne ou solaire. «Cela contribuerait à intégrer la géothermie dans le bouquet énergétique européen», ajoute Naveen Velmurugan. «Des investissements sont certes indispensables, mais le potentiel à long terme est énorme.»
Mots‑clés
ORCHYD, géothermie, énergie, renouvelable, solaire, électricité, Terre, conditions météorologiques
