Le site de geothermie profonde de Soulltz-sous-forêt

Aujourd’hui, nous nous sommes rendus sur le site de géothermie profonde de Soultz sous forêt où nous avons été accueillis par Mr Albert Genter, directeur de recherche et développement du centre d’exploitation minière de chaleur.
Mr Genter a, dans un premier temps, attiré notre attention sur le fait que le forage et la géothermie sont historiquement liés à cette région de France notamment grâce aux célèbres forages pétroliers des frères Schlumberger. Il nous a également indiqué que plusieurs sites sont favorables à la géothermie (en rouge ci-dessous) et le plus important de tous est celui présent en Italie, en Toscane, avec un potentiel considérable de 800Mw (sachant qu’une centrale nucléaire a un potentiel de 1000 Mw).



Le projet de géothermie profonde de Soultz a été lancé en 1987 et arrivera à terme le 30 septembre 2008. Il est financé par l’ADEME, le ministère allemand de l’environnement et l’UE à hauteur de 5 millions d’euros chacun et 10 millions d’euros par des partenaires industriels.
La première phase de ce projet s’est déroulée de 2001 à 2005 où 3 forages ont eu lieu à près de 5000m de profondeur et un premier test en injectant 15 litres d’eau par seconde et récupérant de l’eau à environ 152°C. La seconde phase commence de 2005 à aujourd’hui, avec la construction d’une centrale géothermique permettant de subvenir aux besoins en électricité de 1500 foyers ainsi que l’installation de pompes afin d’augmenter le débit d’eau recueilli.

Le principe de fonctionnement est assez intuitif : on sait que la température augmente avec la profondeur. Trois forages ont donc été effectués, distants entre eux de 6m à la surface mais de 700m à 5000m de profondeur. A travers le forage central, on injecte de l’eau à 15 litres par seconde. Cette eau circule dans un réseau de failles (préalablement nettoyé par des injections d’acide) qui relie les trois forages entre eux et se réchauffe, remontant ensuite par les deux autres forages. L’eau refroidie est ensuite restituée en profondeur.



Ce principe parait simple mais nécessite en réalité de nombreuses prouesses techniques :
- il faut d’abord avoir une bonne connaissance du sol et du réseau de failles existant. De nombreuses technologies d’imagerie ont ainsi été développées pour connaître les caractéristiques des failles (orientation, hauteur etc.), indispensable à l’interconnexion des ponts.
- Des études ont ensuite montré que la température ne varie pas linéairement avec la profondeur. Ainsi, la température varie de 0 à 100°C de 0 à 100m, puis seulement de 100 à 200°C de 1000 à 5000m. Cela vient du fait que les premiers 1000m correspondent à une couche de sédiments isolante. Au-delà de cette profondeur, la présence de réseaux de failles permettent des mouvements de convection et donc d’homogénéisation de la température.
- Les températures très hautes dans lesquelles baignent les tubes de forage sont également à prendre en compte. En effet, les chercheurs ont enregistrés des dilatations de l’acier allant jusqu’à 4,5m !! De ce fait la structure de ces tubes est particulière : en surface, les tubes baignent dans une graisse afin de supporter les dilatations alors qu’en profondeurs ils baignent dans du béton afin de diriger la dilatation vers le haut et ne pas risquer de casser le tube.

Ce projet à nécessite également un travail constant de recherche et développement. En effet, les conditions sont extrêmes et rendent les simulations en laboratoire difficiles : le granite est un milieu particulier, imprévisible et où les lois de la physique ne sont pas les mêmes ; les températures sont élevées ; les réseaux de failles doivent être précisément étudiées et les forces géologiques naturelles sont à prendre en compte.

Quel est donc la répercussion de cette exploitation sur la nature?

- La première conséquence est une modification irréversible du milieu. Il est vrai que les failles s’élargissent uniquement pendant la durée de leur simulation puis se rétrécissent de nouveau mais les forces géologiques naturelles présentes exercent une pression sur ces dernières et les déplacent de quelques millimètres. Ainsi, à chaque simulation, les failles se déplacent et il n’y a aucun moyen de les remettre à leur position initiale si ce n’est contrer les extraordinaires forces géologiques. Autant dire que cette modification est irréversible.



- De plus, les frottements provoqués par le déplacement des failles sont à l’origine de micro-séismes sous terres. Ainsi, une trop forte stimulation des failles pourrait provoquer un macro séisme et se faire ressentir à la surface comme ce fut le cas en 2006 à Bâle où un forage géothermique a provoqué un séisme de 3.4 sur l’échelle de Richter.
- La radioactivité est également un problème à prendre en compte dans cette technologie. En effet, l’eau recueillie est 5 fois plus saline qu’une eau de mer mais, plus grave, elle a circulé dans du granit, un matériau contenant des composants radioactifs. Ainsi, une structure en plombs a été installée pour protéger les travailleurs des accumulations de matière radioactive dans les filtres en sortie des tubes.
- Enfin, ce processus tire de l’eau chaude et la réinjecte plus froide dans la terre ce qui a pour effet de refroidir la terre en profondeur. Ce phénomène, si on le considère d’un point de vue économique est un problème car en refroidissant la zone de laquelle on extrait la chaleur, on limite la durée de vie de notre projet. La question a donc été réglée en instaurant un forage en grappe : au lieu d’installer un unique site, on en installe trois à des endroits différents et on les fait fonctionner alternativement. Cette solution a pour mérite de laisser à chaque fois un site se ressourcer en chaleur (grâce aux mouvements de convection et d’homogénéisation de la température) mais on ignore cependant les effets à long terme de cette exploitation.


En fin de visite, notre interlocuteur souligna, comme ses prédécesseurs, le manque d’engagement du gouvernement français dans le développement d’énergies renouvelables. En effet, l’état rachète 1 Kw d’électricité produite à Soultz à 15 centimes alors qu’avec une technologie identique et à quelques kilomètres plus loin, l’état allemand le rachète 5 centimes. Une production en Allemagne rapporte donc un tiers fois plus que la même production en France. De ce fait, plusieurs ingénieurs français sont allés travailler en Allemagne, faisant profiter ce pays de la technologie pourtant plus avancée en France !!

Louqmane

NB: Ces images sont extraites du site officiel du projet : www.soultz.net