Accueil / Énergie renouvelable / Géothermie / La géothermie profonde /

La géothermie profonde des réservoirs fracturés EGS

EGS est l’abréviation anglaise de Enhanced Geothermal System. Sa traduction littérale est système géothermique amélioré, mais EGS est couramment utilisée sous l’appellation française principe des systèmes géothermiques stimulés ou encore géothermie profonde des réservoirs fracturés.

En raison du mouvement des plaques tectoniques, il se produit par endroit un phénomène de fractures des sous-sols. Ces fractures sont à l’origine de failles souterraines qui présentent un intérêt majeur pour la géothermie : la perméabilité locale du sous-sol.

En temps normal, l’eau est contenue dans une terre poreuse qui possède une perméabilité pratiquement nulle. Ces failles permettent alors de stocker de grandes quantités d’eau, à des profondeurs où les températures s’élèvent au-delà de 200°C (selon les sites d’exploitation).

Les forages peuvent être réalisés jusqu’à 5 km de profondeur. Celle-ci dépend du contexte géologique et de la puissance électrique à produire.

Ce type de géothermie est essentiellement destiné à la production d’énergie électrique.

La centrale géothermique de Wairakei en Nouvelle-Zélande, d'une puissance de 175 MW. Près de 300 forages à 2 km de profondeur permettent de capter la vapeur d’eau à 230-260 degrés et d'entrainer des turbines pour produire de l'électricité - © Envato / FiledIMAGE

Principe de fonctionnement

La géothermie EGS repose sur le même principe que le captage de surface dans les nappes phréatiques. C’est-à-dire que nous allons puiser directement l’eau contenue dans les profondeurs. Le circuit fonctionne en boucle ouverte dont l’eau des nappes est le fluide caloporteur. Il n’est pas ici question de fracturer la roche, mais d’exploiter et d’entretenir les fractures naturellement présentes.

Pour augmenter l’efficacité du système, nous favorisons les connexions entre les différentes failles. Cela permet d’augmenter le volume d’eau total donc d’augmenter le débit d’eau à puiser. La centrale bénéficie alors d’une plus grande ressource qui améliore ses performances. Ces connexions peuvent être optimisées de deux manières différentes :

• Par fracturation hydraulique : de l’eau est injectée dans le forage à une pression très élevée pour permettre de relier les failles entres elles. Elle permet également de maintenir les failles ouvertes qui ont tendance à se refermer à la suite des mouvements tectoniques. La fracturation hydraulique doit alors être effectuée régulièrement dans le but de maintenir ces failles ouvertes. La fracturation est souvent controversée pour les séismes qu’elle provoque et qui peuvent parfois affecter les populations locales (séisme de magnitude 3.5 sur l’échelle de Richter aux alentours de la centrale de Soultz-Sous-Forêts, en Alsace, le 4 décembre 2020)
• Par stimulation chimique : une autre méthode consiste à injecter des substances chimiques (dont acides) pour limiter la fréquence des séismes résultant de la fracturation hydraulique et augmenter les connexions entre les failles en dissolvant certains minéraux.

La stimulation chimique a fait plusieurs fois ses preuves et semble être un bon compromis. Néanmoins, la fracturation hydraulique reste une nécessité pour maintenir les failles ouvertes.

Pour qu’une centrale électrique, basée sur la géothermie profonde des réservoirs fracturés, soit rentable, il faut qu’elle ait une durée de vie d’environ une vingtaine d’année.

• Avantages :
• Source de chaleur gratuite
• Température exploitée très élevée
• Fonctionnement ininterrompu jour et nuit
• Inconvénients :
• La fracturation peut être à l'origine de séismes
• Installation coûteuse
• Fermeture naturelle des fractures constantes
• Récupération potentielle de minéraux, sels… pouvant obstruer les conduites