Géothermie : +65% d’extraction de chaleur grâce à une technique innovante

Pour produire des systèmes géothermiques plus efficaces, les chercheurs ont proposé un processus appelé technique d’accord de conductivité des fractures. Cette approche consiste à empêcher l’eau froide et à permettre à l’eau chaude de circuler à travers des fractures – comme celles illustrées ici – dans la roche en profondeur. Crédit : fourni par Arash Dahi Taleghani.

La géothermie offre une source prometteuse d’énergie renouvelable avec des émissions quasi nulles, mais elle demeure une option relativement coûteuse pour produire de l’électricité. Une nouvelle technique proposée par des scientifiques pourrait aider à prévenir les « courts-circuits » qui peuvent provoquer l’arrêt de la production des centrales géothermiques, améliorant potentiellement l’efficacité de l’énergie géothermique.

Une solution pour surmonter un défi majeur

Arash Dahi Taleghani, professeur de génie pétrolier à l’université d’État de Pennsylvanie et co-auteur correspondant, explique que la perception du public est que la géothermie étant renouvelable, on devrait pouvoir produire de l’énergie à partir de ces ressources indéfiniment. En pratique, cela ne fonctionne pas ainsi.

Les chercheurs proposent donc une solution pour surmonter un défi majeur dans ce domaine.

Le fonctionnement des systèmes géothermiques améliorés

Les systèmes géothermiques améliorés consistent à injecter de l’eau froide dans des roches chaudes et sèches en profondeur. L’eau circule à travers des fractures dans la roche et se réchauffe. Des puits de production pompent ensuite le liquide chauffé vers la surface, où une centrale électrique le transforme en électricité.

Des fractures larges peuvent permettre à de grands volumes d’eau de circuler trop rapidement pour se réchauffer suffisamment avant d’atteindre les puits de production. Un liquide de production plus froid a un impact sur l’efficacité de la centrale électrique et peut compromettre la rentabilité du projet.

La technique de réglage de la conductivité des fractures

Les chercheurs proposent d’ajouter des matériaux ou des produits chimiques au liquide injecté dans le réservoir pour contrôler le débit à l’intérieur de la roche elle-même. Ce procédé, appelé technique de réglage de la conductivité des fractures, consiste à ajouter des matériaux capables de changer de propriétés en fonction de la température, entravant l’eau froide et permettant à l’eau chaude de circuler à travers les fractures.

Des résultats en devenir

En utilisant des techniques de modélisation, l’équipe a découvert que le procédé pourrait augmenter l’extraction cumulative de chaleur sur un site géothermique amélioré de plus de 65 % sur 50 ans de production et pourrait prévenir l’apparition précoce de percées d’eau froide. Les réservoirs présentant une densité et une connectivité élevées des fractures, comme les géologies complexes rencontrées dans des situations réelles, pourraient donner de meilleurs résultats.

En synthèse

Cette technologie pourrait rendre les énergies renouvelables rentables et compétitives par rapport aux autres sources d’énergie. Elle montre qu’il existe encore d’énormes ressources énergétiques dans le sous-sol que nous pouvons exploiter sans nuire à notre environnement.

Pour une meilleure compréhension

1. Qu’est-ce que la géothermie ?

La géothermie est une source d’énergie renouvelable qui exploite la chaleur provenant de l’intérieur de la Terre pour produire de l’électricité.

2. Quels sont les défis liés à la production d’énergie géothermique ?

Les défis comprennent la nécessité de forer profondément dans le sol pour atteindre les réservoirs de chaleur, le coût élevé de la technologie et les problèmes d’efficacité liés aux « courts-circuits » dans les centrales géothermiques.

3. Comment fonctionne la technique de réglage de la conductivité des fractures ?

Elle consiste à ajouter des matériaux ou des produits chimiques au liquide injecté dans le réservoir pour contrôler le débit à l’intérieur de la roche elle-même, entravant l’eau froide et permettant à l’eau chaude de circuler à travers les fractures.

4. Quels sont les avantages potentiels de cette technique ?

Elle pourrait augmenter l’extraction cumulative de chaleur sur un site géothermique amélioré de plus de 65 % sur 50 ans de production et prévenir l’apparition précoce de percées d’eau froide.

5. Comment cette technologie pourrait rendre le renouvelable compétitive ?

En améliorant l’efficacité et la rentabilité des centrales géothermiques, cette technologie pourrait contribuer à rendre les énergies renouvelables plus compétitives par rapport aux autres sources d’énergie.

Article : “Autonomous fracture flow tunning to enhance efficiency of fractured geothermal systems” – DOI: 10.1016/j.energy.2023.128163

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