BIOTHERMEX/BIOPAC : L’impact des rejets thermiques dans les nappes d’eau superficielles

Une partie de l’instrumentation du dispositif expérimental en aval de la colonne de percolation du pilote Biothermex

Le BRGM et L’ISTO s’associe sur le projet collaboratif Biothermex et la thèse associée Biopac

Fruit d’une convention liant le Conseil régional de la région Centre, le BRGM et l’ISTO (Institut des sciences de la Terre d’Orléans), le projet collaboratif Biothermex (évaluation biologique de l’exploitation thermique d’un aquifère, expérimentation en laboratoire) et la thèse associée Biopac (Qualification, quantification et inhibition des phénomènes physicochimiques et microbiologiques pouvant impacter l’exploitabilité du stockage périodique de chaleur sur aquifère(s) – doctorant Frédéric Garnier) visent à étudier ces impacts, identifiés ou potentiels. Il s’agit en particulier d’exploiter les indicateurs microbiologiques que constituent les micro-organismes présents dans les nappes aquifères afin de suivre les conséquences thermiques de l’injection de chaleur.

Conception et mise au point du pilote Biothermex

Outre l’amélioration des connaissances sur l’influence des fluctuations de température dues à la géothermie dans le sous-sol et les nappes phréatiques, l’objectif visé est de compléter les outils d’investigation et de diagnostic préalables à la mise en place, au besoin, d’actions correctives.

Afin de reproduire le plus fidèlement possible les conditions rencontrées au voisinage des puits d’installations géothermiques, où les investigations sont difficiles et parfois impossibles du fait des contraintes inhérentes au milieu souterrain, cette étude a nécessité la conception et la mise au point d’un pilote à l’échelle maquette du laboratoire : le pilote Biothermex, pilote expérimental permettant une simulation des processus en conditions contrôlées et maîtrisées.

Monitoring in situ et prélèvements de données physico-chimiques et microbiologiques

Différentes actions ont également été lancées sur trois installations géothermiques réelles : commune de Balandran, près de Nîmes ; mairie du 8e arrondissement de Lyon ; plate-forme géothermie du BRGM, à Orléans. Sur chacun des sites, un réseau de surveillance constitué de piézomètres de suivi bénéficiant d’une instrumentation spécifique a été implanté. Ce monitoring in situ a été accompagné de multiples campagnes de prélèvements permettant le recueil d’un maximum de données physico-chimiques et microbiologiques. Leur interprétation a permis de comprendre l’évolution qualitative des nappes en réponse aux sollicitations thermiques subies, et d’en déduire les conséquences possibles à plus ou moins long terme.

Définition d’indicateurs physico-chimiques et microbiologiques caractérisant l’ampleur des perturbations des nappes d’eau superficielles

De nombreuses expériences ont déjà été conduites à l’échelle du pilote Biothermex, simulant notamment un cas de figure au sein de l’agglomération lyonnaise (mairie du 8e) où la multiplication des systèmes de climatisation sur nappe suscite de nombreuses interrogations sur le réchauffement avéré des eaux des nappes superficielles. Elles ont permis d’apprécier les causes et les conséquences d’un réchauffement local et d’ouvrir la voie à des solutions de préservation durable du milieu naturel en exploitant raisonnablement les systèmes géothermiques. Des indicateurs physico-chimiques et microbiologiques susceptibles de caractériser l’ampleur des perturbations ont également été développés et validés.