Ce document contient la transcription textuelle d’une vidéo du MOOC UVED « Énergies renouvelables ». Ce n’est donc pas un cours écrit au sens propre du terme ; le choix des mots, l'articulation des idées et l’absence de chapitrage sont propres aux interventions orales des auteurs.

La géothermie haute température non conventionnelle aujourd’hui : le projet ECOGI

Jean SCHMITTBUHL
Directeur de recherche – CNRS

Où en est-on aujourd’hui de la géothermie profonde ?

1. Contexte

Il y a un projet important pour cette technologie en ce moment qui est le projet ECOGI dans le nord-est de la France. Il se situe tout près du site historique de Soultz-Sous-Forêts et il vise à répondre à la demande d'une société très gourmande en énergie, une amidonnerie à Beinheim, de la société Roquettes Frères. Ses besoins énergétiques sont de l'ordre de 100 MW thermiques et elle cherche à diversifier sa ressource, en particulier en allant vers les énergies renouvelables. ECOGI vise à développer une utilisation de géothermie profonde pour environ 25 MW thermiques, soit un quart de ses besoins, par une boucle géothermale qui va se situer au voisinage de cette usine, à quelques kilomètres, à Rittershoffen. L'objectif est d'utiliser un fluide à environ 170°C et d'essayer d'aller jusqu'à 250 m³ / heure en production pendant environ 8000 heures par an, de la façon la plus continue possible. Il y a une spécificité à Rittershoffen, qui est d'essayer de tirer les enseignements de la grande expérience de Soultz-Sous-Forêts. A Soultz-Sous-Forêts, on a cherché à utiliser une ressource profonde, située à environ 5000 mètres. Ce que l'on peut voir quand on fait une coupe géologique à travers le fossé rhénan, depuis le nord-ouest jusqu'au sud-est, à l'échelle d'une trentaine de kilomètres, et qu’on a positionné le site, c’est que le réservoir de Soultz-Sous-Forêts est à environ 4000 – 5000 mètres de profondeur. La situation de Rittershoffen, un tout petit peu à côté, présente un réservoir moins profond, aux environs de 2500 mètres. Mais le point important est de voir là où est située l'usine a Beinheim : on n'est pas exactement au-dessus de là où on a positionné le réservoir. Il y a donc eu le choix de déporter l’utilisation du réservoir à près 15 km de là où on l'exploite pour essayer d'avoir un réservoir moins profond, moins coûteux, et avec un risque géologique nettement moindre (figure ci-dessous).

2. Profils de température

C’est le choix important qui a été fait. Du coup, on se retrouve dans une situation que l'on peut comparer à celle de Soultz-Sous-Forêts. Si on observe la représentation des profils de température dans les deux sites, à la fois à Soultz et d'autre part à Rittershoffen (figure ci-dessous), on trouve à Soultz une augmentation très rapide sur les premiers mille mètres et puis une quasi température homogène sur les 2000 mètres suivants pour reprendre une température, une évolution plus classique. Cette structure de température existe aussi à Rittershoffen, mais la zone à évolution rapide qui est typique d'un régime conductif est plus importante et visiblement liée à la géologie. C'est la zone qui est un petit peu plus profonde qu’à Soultz qui a l'air de contrôler le toit de ce réservoir et ça, c’était intéressant dans ce système-là à constater.

La géologie contrôle le toit du réservoir et par contre, il existe aussi un impact fort de la circulation importante, hydrothermale, sur une échelle plurikilométrique dans les deux sites.

3. Avancement du projet

Aujourd'hui, où on en est dans ce projet ? Les deux grands forages qui permettent d'accéder à la ressource ont été réalisés. GRT1 a été fait toute fin 2012, et GRT2 a été fait pendant l'été 2014. Ce projet, aujourd'hui, a un vrai succès, avec une productivité très forte à GRT2. Naturellement le forage produit un fluide géothermal à une température plus élevée que prévue (supérieure à 160°C) et il n’y a pas eu besoin de stimuler ce deuxième puit. Le premier a nécessité une stimulation et c'est cette stimulation que l'on a suivie très finement par un monitoring sismologique. On a pu mettre en évidence le développement de la micro sismicité et on a pu imager le développement du réservoir pendant la stimulation. En 2015, c’est la réalisation de cette boucle secondaire qui va permettre la circulation de la vapeur d'eau sur 15 km. C'est tout un développement technologique aussi très important : comment transporter cette chaleur sur 15 km avec une déperdition la plus faible possible ? La déperdition attendue est de l’ordre de 3°C. Il y a donc un vrai savoir-faire qui est en train de se mettre et qui permet d'envisager des développements innovants avec ce décalage entre la zone d'utilisation et la zone de production sur ces distances d’une dizaine de kilomètres typiquement. C’est important aussi par rapport aux utilisations en perspective dans un contexte urbain où ça peut être utile de déplacer la production de l'utilisation.